Crédit d'image: NASA
Jusqu'à récemment, les astronomes pensaient que près des deux tiers des sursauts gamma - les explosions connues les plus puissantes de l'Univers - ne semblaient pas laisser de rémanence. Il ne reste que la rémanence, que les astronomes peuvent étudier pour essayer de comprendre la cause de l'explosion. Le vaisseau spatial HETE de la NASA a rapidement déterminé la position de 15 sursauts gamma et a transmis ces informations aux astronomes pour les suivre avec des télescopes optiques. Dans ce cas, un seul n'a pas eu de rémanence. Il semble donc que la rémanence soit courante, il suffit de regarder rapidement.
Les astronomes ont résolu le mystère de la raison pour laquelle près des deux tiers de tous les sursauts gamma, les explosions les plus puissantes de l'Univers, semblent ne laisser aucune trace ni rémanence: dans certains cas, ils ne regardaient tout simplement pas assez vite.
Une nouvelle analyse de l'explorateur rapide à haute énergie (HETE) de la NASA, qui localise les rafales et dirige d'autres satellites et télescopes vers l'explosion en quelques minutes (et parfois quelques secondes), révèle que la plupart des sursauts gamma ont probablement une rémanence après tout.
Les scientifiques annoncent ces résultats aujourd’hui lors d’une conférence de presse à la conférence Gamma Ray Burst 2003 à Santa Fe, N.M., le point culminant d’une année de données HETE.
«Pendant des années, nous avons pensé que les sursauts gamma sombres étaient plus insociables que le chat du Cheshire, n'ayant pas la courtoisie de laisser un sourire visible derrière eux lorsqu'ils se sont estompés», a déclaré le chercheur principal de HETE, George Ricker, du Massachusetts Institute of Technology à Cambridge, Mass.
«Maintenant, nous voyons enfin ce sourire. Petit à petit, éclaté par éclaté, le mystère des rayons gamma se dévoile. Ce nouveau résultat HETE implique que nous avons maintenant un moyen d'étudier la plupart des sursauts gamma, et pas seulement un maigre tiers. »
Les sursauts gamma, annonçant probablement la naissance d'un trou noir, ne durent que quelques millisecondes à plus d'une minute, puis s'estompent pour toujours. Les scientifiques disent que de nombreuses rafales semblent émaner de l'implosion d'étoiles massives, plus de 30 fois la masse du Soleil. Ils sont aléatoires et peuvent se produire dans n'importe quelle partie du ciel à raison d'environ un par jour. La rémanence, qui persiste dans les rayons X à faible énergie et la lumière optique pendant des heures ou des jours, offre le principal moyen d'étudier l'explosion.
L'absence de rémanence dans les deux tiers de toutes les rafales avait incité les scientifiques à spéculer que la rafale de rayons gamma particulière pourrait être trop éloignée (de sorte que la lumière optique est «décalée vers le rouge» à des longueurs d'onde non détectables avec des télescopes optiques) ou la rafale s'est produite dans les régions poussiéreuses formant des étoiles (où la poussière cache la rémanence).
Plus raisonnablement, a déclaré Ricker, la plupart des rafales sombres se forment en réalité des rémanences, mais les rémanences peuvent initialement s'estomper très rapidement. Une rémanence est produite lorsque les débris de l'explosion initiale se heurtent au gaz existant dans les régions interstellaires, créant des ondes de choc et chauffant le gaz jusqu'à ce qu'il brille. Si la rémanence s'estompe initialement trop rapidement parce que les ondes de choc sont trop faibles ou que le gaz est trop ténu, le signal optique peut tomber précipitamment en dessous du niveau auquel les astronomes peuvent le capter et le suivre. Plus tard, la rémanence peut ralentir son taux de déclin, mais trop tard pour que les astronomes optiques récupèrent le signal.
HETE, une mission internationale assemblée et exploitée par le MIT pour la NASA, détermine un emplacement rapide et précis pour environ deux rafales par mois. Au cours de la dernière année, la petite mais puissante caméra à rayons X doux (SXC) de HETE, l'un des trois principaux instruments, a déterminé avec précision les positions pour 15 sursauts gamma. Étonnamment, une seule des quinze rafales du SXC s’est avérée sombre, alors que dix auraient été attendues sur la base des résultats du précédent satellite.
Une équipe dirigée par le MIT a conclu que la raison pour laquelle des rémanences sont finalement trouvées est double: les emplacements précis et rapides des rafales SXC sont recherchés rapidement et plus en profondeur par les astronomes optiques; et les sursauts SXC sont quelque peu plus brillants dans les rayons X que les sursauts gamma les plus courants étudiés par la plupart des satellites précédents, et donc la lumière optique associée est également plus brillante.
Ainsi, HETE semble avoir représenté la totalité mais environ 15% des sursauts de rayons gamma, réduisant considérablement la gravité du problème de «rémanence manquante». Les études prévues par des équipes d'astronomes optiques au cours de la prochaine année devraient encore réduire, voire éliminer, l'écart restant.
Les chasseurs de rayons gamma sont mis au défi. En raison de la nature des rayons gamma et des rayons X, qui ne peuvent pas être focalisés comme la lumière optique, HETE localise les rafales en seulement quelques minutes d'arc en mesurant les ombres projetées par les rayons X incidents passant à travers un masque calibré avec précision dans le SXC. (Une minute d'arc est à peu près de la taille d'un œil d'aiguille tenue à bout de bras.) La plupart des sursauts gamma sont extrêmement loin, donc une myriade d'étoiles et de galaxies remplissent ce petit cercle. Sans localisation rapide d'une rémanence brillante et décolorée, les scientifiques ont beaucoup de difficulté à localiser la contrepartie de l'éclatement des rayons gamma des jours ou des semaines plus tard. HETE doit continuer à localiser les sursauts gamma pour régler la divergence des sursauts sombres restants.
Le vaisseau spatial HETE, en mission prolongée en 2004, fait partie du programme Explorer de la NASA. HETE est une collaboration entre le MIT; NASA; Laboratoire national de Los Alamos, Nouveau-Mexique; Centre national d’études spatiales (CNES), Centre d’études spatiales des rayonnements (CESR) et Ecole nationale supérieure de l’aéronautique et de l’espace (Sup’Aero); et l’Institut japonais de recherche physique et chimique (RIKEN). L'équipe scientifique comprend des membres de l'Université de Californie (Berkeley et Santa Cruz) et de l'Université de Chicago, ainsi que du Brésil, de l'Inde et de l'Italie.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
