Mercredi, des astronomes ont présenté une vidéo mystérieuse : des taches
vertes évoluant régulièrement sur un fond sombre. Mais au centre de cet
enregistrement, une tache n’est pas comme les autres. C’est la tache la
plus brillante de toutes, et elle s’améliore à chaque image.
Il s’agit de la preuve qu’il y a environ 20 milliards d’années, une étoile
à neutrons ultrapuissante est entrée en collision avec une étoile plus
faible, provoquant une explosion de rayons gamma de courte durée, des ondes
gravitationnelles à travers le cosmos et la diffusion d’une puissante lueur
dans l’espace environnant.
Cette fusion bouleversante s’est produite alors que l’univers n’avait que
40 % de son âge actuel, et nous pouvons en avoir une vue remarquable grâce
au plus grand radiotélescope du monde, le grand réseau
millimétrique/submillimétrique d’Atacama, situé au Chili.
Plus précisément, ALMA est une combinaison de 66 radiotélescopes répartis
dans les Andes chiliennes de haute altitude. Et ils travaillent ensemble
pour nous apporter des données sur le côté violent de notre univers.
« Les rémanences des sursauts courts sont très difficiles à trouver, c’est
pourquoi il était spectaculaire de voir cet événement briller si fort », a
déclaré Wen-fai Fong, astronome à l’université Northwestern et chercheur
principal du programme ALMA, dans un communiqué. « Cette découverte
surprenante ouvre un nouveau domaine d’étude, car elle nous incite à en
observer beaucoup plus à l’avenir avec ALMA et d’autres réseaux de
télescopes. »
Les détails des découvertes de Fong et de ses collègues chercheurs seront
bientôt publiés dans un prochain numéro de The Astrophysical Journal
Letters. Pour l’instant, une préimpression est disponible sur arXiv.
Une force de la nature incompréhensible
Les sursauts gamma à courte durée de vie, comme celui-ci, officiellement
baptisé GRB 211106A, comptent parmi les explosions les plus intenses et les
plus fortes que la science connaisse. Mais contrairement aux sursauts gamma
à plus longue durée de vie, ils sont restés un mystère en raison de leur
nature fugace. C’est en 2005 que l’observatoire Neil Gehrels Swift de la
NASA a recueilli des données sur l’un d’eux pour la première fois.
En l’espace de quelques secondes, ces jaillissements cosmiques peuvent
émettre plus d’énergie que notre soleil n’en émettra durant toute sa vie.
Une telle extrémité est logique pour eux, car ces phénomènes proviennent de
collisions d’étoiles binaires qui impliquent au moins une étoile à
neutrons, une boule de gaz hyperdense qui rivalise même avec les trous
noirs en matière de monstruosité gravitationnelle.
Une seule cuillère à soupe d’une étoile à neutrons équivaudrait à quelque
chose comme le poids du mont Everest.
« Ces fusions se produisent en raison du rayonnement des ondes
gravitationnelles qui retire de l’énergie de l’orbite des étoiles binaires,
ce qui entraîne une spirale des étoiles l’une vers l’autre », a déclaré
dans un communiqué Tanmoy Laskar, auteur principal de l’étude et astronome
à l’université Radboud. « L’explosion qui en résulte est accompagnée de
jets qui se déplacent à une vitesse proche de celle de la lumière. Lorsque
l’un de ces jets est dirigé vers la Terre, nous observons une courte
impulsion de rayonnement gamma ou un GRB de courte durée ». C’est la tache
verte (très lumineuse) que nous voyons dans l’enregistrement de la récente
explosion.
L’expertise d’ALMA
C’est la toute première fois qu’un tel événement est enregistré par l’ALMA,
le télescope chilien spécialisé dans la capture des longueurs d’ondes
millimétriques.
Vue d’une partie du radiotélescope ALMA. ©Getty Images
Bien que cette collision spectaculaire ait déjà été étudiée avec le
télescope spatial Hubble de la NASA, elle n’avait été vue que sous l’angle
des longueurs d’onde de la lumière optique et infrarouge. Avec ces
longueurs d’onde, Hubble n’a pu qu’estimer les informations sur la galaxie
lointaine dans laquelle cette fusion s’est produite, mais pas trop sur la
rémanence qui a suivi.
Même si le révolutionnaire télescope spatial James Webb de l’agence
entreprend un jour une mission pour étudier le GRB 21106A, il sera
également limité aux longueurs d’onde de la lumière infrarouge, mais sur un
spectre beaucoup plus large.
ALMA, en revanche, pourrait voir quelque chose de différent de ce que
Hubble a fait avec ses longueurs d’onde millimétriques : il a en effet
capturé la rémanence de GRB 21106 A. Et après quelques délibérations,
l’équipe de la nouvelle étude a reconnu que la rémanence de ce court
sursaut gamma est l’une des plus luminescentes jamais observées.
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