La rafale de rayons gamma la plus brillante éclaire la structure de la voie lactée

Le sursaut gamma le plus brillant jamais vu en 2022 intrigue toujours les astronomes.

Plus les chercheurs se penchent sur un événement record récent, plus il devient étrange.

L’histoire commence le soir du 9 octobree, 2022, lorsque l’observatoire orbital Neil Gehrels Swift de la NASA a détecté une forte explosion de rayons X. La source était dans la direction de la constellation de Sagitta la Flèche le long du plan galactique, suggérant une source dans notre propre galaxie de la Voie lactée. Cependant, les observations de suivi du télescope spatial Fermi Gamma-Ray de la NASA et du Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral basé sur la Terre ont rapidement révélé que la source était beaucoup plus éloignée, émanant d’un sursaut gamma situé au-delà de notre galaxie. Cette explosion ne semblait s’être produite que le long de notre ligne de visée, vue à travers la propre galaxie du plan depuis notre perspective terrestre.

Les astronomes ont vite réalisé qu’ils avaient une opportunité sans précédent d’assister à un événement rare et de l’exploiter pour la science. Surnommée GRB 221009A, l’explosion a ajouté un gigawatt complet de puissance – équivalent à la sortie d’une centrale électrique terrestre – à l’ionosphère supérieure de la Terre. D’autres engins spatiaux à travers le système solaire, y compris la mission conjointe NASA/ESA Solar Heliospheric Observatory (SOHO), Gaia, Solar Orbiter de l’ESA, BepiColombo et XXM-Newton de l’ESA ont tous été témoins de l’événement à travers le spectre.

En fait, GRB 221009A était brièvement assez brillant pour amatrices pour l’attraper, bien qu’il n’y ait aucune preuve que des imageurs chanceux aient effectivement repéré l’explosion. La rémanence s’est en fait attardée dans le spectre des rayons X et des rayons gamma pendant un certain temps.

Emplacement GRB
L’emplacement de GRB 221009A dans le ciel. Stellarium

Suivi du GRB 221009A

Maintenant, les astronomes ont publié d’autres observations de l’événement et ont récemment révélé les résultats des observations de l’événement du 28 mars 2023 au 20e Réunion de la division d’astrophysique des hautes énergies de l’American Astronomical Society.

“Ce fut un événement très révélateur”, déclare Alicia Rouco Escorial (boursière de recherche ESA) dans un récent communiqué de presse. “Nous avons eu beaucoup de chance d’en être témoins.”

Redshift a finalement cloué l’énorme distance du GRB à z = 0,151, fixant le sursaut à une distance actuelle de 2,4 milliards d’années-lumière, ayant eu lieu il y a 1,9 milliard d’années. Pour le contexte, c’était à la fin du grand événement d’oxydation sur Terre dans l’éon protérozoïque. L’écart entre la datation de ces distances cosmologiques extrêmes se produit parce que l’Univers lui-même est en expansion dans l’intervalle.

Un sursaut gamma bizarre

Mais qu’est-ce que c’était ? Les sursauts gamma sont des événements hautement énergétiques. Les sursauts gamma ont été détectés pour la première fois lorsque les États-Unis ont lancé la série de satellites Vela à partir de 1963, destinée à détecter les sursauts terrestres des essais nucléaires. La meilleure théorie de travail est que les GRB sont émis par des supernovae ou des fusions d’étoiles à neutrons. On pense qu’un événement aussi énergique que GRB 221009A ne se produit qu’une fois tous les quelques milliers d’années, ce qui amène les astronomes à l’appeler un BATEAU – le plus brillant de tous les temps.

Fermi GRB
Le télescope spatial à rayons gamma Fermi de la NASA voit GRB 221009A. Nasa

L’éclatement a en fait illuminé 20 nuages ​​​​de poussière dans notre propre galaxie, donnant aux astronomes une chance unique d’estimer la distance et la composition des grains de poussière de ces nuages ​​​​de poussière le long de notre ligne de visée. L’énergie de la rafale de GRB 221009A a voyagé à la vitesse de la lumière pendant près de deux milliards d’années avant de rencontrer le premier nuage de poussière de notre Voie lactée il y a “seulement” 60 000 ans, et d’interagir avec le dernier il y a environ 1 000 ans. Ces interactions de distance peuvent être vues dans la perspective des anneaux concentriques dans les observations XMM-Newton.

GRB
GRB 221009A : une rétrospective dans le temps. ESA

Mais les choses deviennent encore plus étranges. Hubble et le télescope spatial James Webb ont parcouru la région de l’explosion et jusqu’à présent… n’ont rien trouvé au-delà de la rémanence. Si GRB 221009A était une explosion de supernova, le trou noir résultant a rapidement dévoré tous les débris restants.

Vue TVH
Vue de Hubble de la rémanence (encerclée) de GRB 221008A. NASA/HST/STScI

“C’est bizarre”, déclare l’astronome Andrew Levan (Radbound University-Pays-Bas) dans un récent communiqué de presse. “… et ce que cela signifie n’est toujours pas totalement évident.”

Bien que le mystère demeure, des événements tels que GRB 221009A continueront de faire la lumière sur la pointe de l’astrophysique moderne.

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