Les scientifiques ont détecté pour la première fois la rémanence d’une kilonova, la fusion violente de deux étoiles à neutrons ou trous noirs.
Les astronomes ont détecté pour la première fois l’explosion initiale de la fusion en 2017, lorsque l’observatoire avancé d’ondes gravitationnelles par interféromètre laser, ou LIGO, a capté des ondes gravitationnelles caractéristiques d’une fusion entre étoiles à neutrons ou trous noirs.
Une explosion de rayonnement gamma, de lumière visible et infrarouge a également été observée dans les heures qui ont suivi la détection des ondes gravitationnelles.
Dans un nouvel article publié dans The Astrophysical Journal Lettersdes chercheurs de plusieurs universités américaines décrivent comment la surveillance continue des étoiles fusionnées – maintenant connues collectivement sous le nom de GW170817 – à l’aide de l’observatoire à rayons X Chandra de la Nasa pourrait avoir conduit à la première observation de la post-lumière d’une kilonova ou à une observation tout aussi unique des premiers repas d’un nouveau trou noir.
“Nous sommes entrés en territoire inconnu en étudiant les conséquences de la fusion d’une étoile à neutrons”, a déclaré Aprajita Hajela, étudiant diplômé en astrophysique à l’université Northwestern et auteur principal de l’étude.
Moins brillant qu’une supernova, les astronomes ont déjà observé le flash lumineux des kilonovae et pensent qu’il résulte de la désintégration d’éléments radioactifs générés lors de la fusion. Mais la détection de la rémanence d’une kilonova est nouvelle.
L’observatoire Chandra a d’abord capté une émission de rayons X de GW170817 au début de 2018 et a constaté que le signal devenait plus faible au fil du temps jusqu’à environ la fin de 2020, lorsque les rayons X se sont stabilisés à une luminosité constante.
Ce schéma de diminution de l’émission de rayons X avant de se stabiliser à une luminosité constante est ce que les chercheurs pensent être la rémanence de la kilonova, des rayons X produits par une onde de choc chauffant les débris de la fusion.
Les chercheurs notent qu’il pourrait y avoir une autre explication : les émissions de rayons X pourraient être le résultat de la chute de matière dans un trou noir nouvellement formé.
Les fusions d’étoiles à neutrons aboutissent fréquemment à la formation d’un trou noir, mais les chercheurs pensent que les émissions observées indiquent que cela est peu probable dans le cas de GW170817 – un trou noir formé par la fusion aurait limité l’ampleur de la kilonova.
D’autres observations de GW170817 pourraient être décisives. Une rémanence de kilonova devrait conduire à des émissions radio de plus en plus brillantes de l’objet, tandis qu’un trou noir devrait produire des émissions de rayons X stables ou en déclin, sans émissions radio.
L’un ou l’autre résultat sera intéressant pour les scientifiques.
“C’est soit la première fois que nous voyons la rémanence d’une kilonova, soit la première fois que nous voyons de la matière tomber sur un trou noir après la fusion d’une étoile à neutrons “, a déclaré dans un communiqué le Dr Joe Bright, co-auteur de l’étude et chercheur post-doctoral en astronomie à l’Université de Californie à Berkeley. “L’un ou l’autre résultat serait extrêmement excitant”.
