Le 15 avril 2020, une brève explosion de lumière à haute énergie a balayé le système solaire, déclenchant des devices sur plusieurs vaisseaux spatiaux de la NASA et européens. Maintenant, plusieurs équipes scientifiques internationales concluent que l’explosion provenait d’un reste stellaire supermagnétisé connu sous le nom de magnétar situé dans une galaxie voisine.



Cette découverte confirme des soupçons de longue day selon lesquels certains sursauts gamma (GRB) – des éruptions cosmiques détectées dans le ciel presque quotidiennement – sont en fait de puissantes éruptions de magnétars relativement proches de chez eux.

« Cela a toujours été considéré comme une possibilité, et plusieurs GRB observés depuis 2005 ont fourni des preuves alléchantes », a déclaré Kevin Hurley, Senior House Fellow au Space Sciences Laboratory de l’Université de Californie à Berkeley, qui s’est joint à plusieurs scientifiques pour discuter de la éclaté lors de la 237e réunion virtuelle de l’American Astronomical Society. « L’événement du 15 avril a changé la donne car or truck nous avons constaté que l’éclatement se trouvait presque certainement dans le disque de la galaxie NGC 253 voisine. »



Des posts analysant différents factors de l’événement et ses implications ont été publiés le 13 janvier dans les revues Mother nature and Mother nature Astronomy.

Les GRB, les explosions les in addition puissantes du cosmos, peuvent être détectées sur des milliards d’années-lumière. Ceux qui durent moins de deux secondes approximativement, appelés GRB courts, se produisent lorsqu’une paire d’étoiles à neutrons en orbite – à la fois les restes écrasés d’étoiles explosées – s’enroule l’une dans l’autre et fusionne. Les astronomes ont confirmé ce scénario pendant au moins quelques GRB courts en 2017, lorsqu’un sursaut a suivi l’arrivée d’ondes gravitationnelles – ondulations dans l’espace-temps – produites lorsque les étoiles à neutrons ont fusionné à 130 tens of millions d’années-lumière.

Les magnétars sont des étoiles à neutrons avec les champs magnétiques les additionally puissants connus, avec jusqu’à mille fois l’intensité des étoiles à neutrons typiques et jusqu’à 10 billions de fois la power d’un aimant de réfrigérateur. De légères perturbations du champ magnétique peuvent provoquer une éruption de magnétars avec des sursauts de rayons X sporadiques pendant des semaines ou in addition.

Rarement, les magnétars produisent d’énormes éruptions appelées éruptions géantes qui produisent des rayons gamma, la forme de lumière la furthermore énergétique.

La plupart des 29 magnétars actuellement catalogués dans notre galaxie de la Voie lactée présentent une activité de rayons X occasionnelle, mais seuls deux ont produit des éruptions géantes. L’événement le in addition récent, détecté le 27 décembre 2004, a produit des changements mesurables dans la haute atmosphère terrestre malgré l’éruption d’un magnétar situé à environ 28 000 années-lumière.

Peu avant 4 h 42 HAE le 15 avril 2020, une brève et puissante rafale de rayons X et de rayons gamma a balayé Mars, déclenchant le détecteur de neutrons à haute énergie russe à bord du vaisseau spatial Mars Odyssey de la NASA, qui orbite autour de la planète rouge depuis 2001. Approximativement 6,6 minutes as well as tard, la rafale a déclenché l’instrument russe Konus à bord du satellite Wind de la NASA, qui tourne autour d’un level entre la Terre et le Soleil situé à approximativement 930 000 miles (1,5 million de kilomètres). Après 4,5 secondes supplémentaires, le rayonnement a passé la Terre, déclenchant des instruments sur le télescope spatial Fermi Gamma de la NASA, ainsi que sur le satellite INTEGRAL de l’Agence spatiale européenne et le moniteur des interactions atmosphère-espace (ASIM) à bord de la Station spatiale internationale.

L’éruption s’est produite au-delà du champ de eyesight du Burst Warn Telescope (BAT) sur l’observatoire Neil Gehrels Swift de la NASA, de sorte que son ordinateur de bord n’a pas alerté les astronomes au sol. Cependant, grâce à une nouvelle fonctionnalité appelée GUANO (Gamma-ray Urgent Archiver for Novel Alternatives), l’équipe Swift peut renvoyer des données BAT lorsque d’autres satellites se déclenchent sur une rafale. L’analyse de ces données a fourni un aperçu supplémentaire de l’événement.

L’impulsion de rayonnement n’a duré que 140 millisecondes – aussi vite qu’un clin d’œil ou un claquement de doigt.

Les missions Fermi, Swift, Wind, Mars Odyssey et INTEGRAL participent toutes à un système de localisation GRB appelé réseau interplanétaire (IPN). Maintenant financé par le projet Fermi, l’IPN fonctionne depuis la fin des années 1970 en utilisant différents engins spatiaux situés dans tout le système solaire. Parce que le sign a atteint chaque détecteur à des times différents, n’importe quelle paire d’entre eux peut aider à affiner l’emplacement d’une rafale dans le ciel. In addition les distances entre les engins spatiaux sont grandes, meilleure est la précision de la strategy.

L’IPN a placé la rafale du 15 avril, appelée GRB 200415A, carrément dans la région centrale de NGC 253, une galaxie spirale brillante située à approximativement 11,4 tens of millions d’années-lumière dans la constellation du Sculpteur. C’est la place du ciel la plus précise à ce jour déterminée pour un magnétar situé au-delà du Grand Nuage de Magellan, un satellite de notre galaxie et hôte d’une éruption géante en 1979, la première jamais détectée.

Les éruptions géantes des magnétars de la Voie lactée et de ses satellites évoluent de manière distincte, avec une augmentation rapide de la luminosité maximale suivie d’une queue furthermore graduelle d’émission fluctuante. Ces versions résultent de la rotation du magnétar, qui amène à plusieurs reprises l’emplacement de la torche dans et hors de la vue de la Terre, un peu comme un phare.

L’observation de cette queue fluctuante est une preuve concluante d’une fusée géante. Vu à des hundreds of thousands d’années-lumière, cependant, cette émission est trop faible pour être détectée avec les instruments d’aujourd’hui. Parce que ces signatures sont manquantes, des éruptions géantes dans notre voisinage galactique peuvent se faire passer pour des GRB de form fusion beaucoup plus éloignés et puissants.

Une analyse détaillée des données du Gamma-ray Burst Observe (GBM) de Fermi et du BAT de Swift fournit des preuves solides que l’événement du 15 avril ne ressemblait à aucune rafale associée aux fusions, a noté Oliver Roberts, scientifique associé à l’Institut des sciences et de la technologie de l’Universities Area Investigation Affiliation. à Huntsville, Alabama, qui a dirigé l’étude.

En particulier, il s’agissait de la première éruption géante connue depuis le lancement de Fermi en 2008, et la capacité du GBM à résoudre les changements à des échelles de temps de la microseconde s’est avérée essentielle. Les observations révèlent plusieurs impulsions, la première apparaissant en seulement 77 microsecondes – approximativement 13 fois la vitesse d’un flash d’appareil image et près de 100 fois as well as rapide que la montée des GRB les in addition rapides produites par les fusions. Le GBM a également détecté des versions d’énergie rapides au cours de la torchère qui n’avaient jamais été observées auparavant.

« Les fusées éclairantes géantes dans notre galaxie sont si brillantes qu’elles submergent nos instruments, les laissant s’accrocher à leurs secrets », a déclaré Roberts. « Pour la première fois, GRB 200415A et des fusées lointaines comme celle-ci permettent à nos devices de capturer chaque caractéristique et d’explorer ces puissantes éruptions avec une profondeur inégalée. »

Les éruptions géantes sont mal contains, mais les astronomes pensent qu’elles résultent d’un réarrangement soudain du champ magnétique. Une possibilité est que le champ au-dessus de la surface du magnétar devienne trop tordu, libérant soudainement de l’énergie lorsqu’il s’installe dans une configuration in addition steady. Alternativement, une défaillance mécanique de la croûte du magnétar – un tremblement d’étoiles – peut déclencher la reconfiguration soudaine.

Roberts et ses collègues disent que les données montrent des preuves de vibrations sismiques pendant l’éruption. Les rayons X les additionally énergétiques enregistrés par le GBM de Fermi ont atteint 3 thousands and thousands d’électrons volts (MeV), soit approximativement un million de fois l’énergie de la lumière bleue, elle-même un report pour les éruptions géantes. Les chercheurs disent que cette émission provenait d’un nuage d’électrons et de positrons éjectés se déplaçant à environ 99% de la vitesse de la lumière. La courte durée de l’émission et sa luminosité et son énergie changeantes reflètent la rotation du magnétar, montant et descendant comme les phares d’une voiture qui tourne

La torpille est également l’une des plus grandes surprises de l’événement. L’instrument principal de Fermi, le Large Area Telescope (LAT), a également détecté trois rayons gamma, avec des énergies de 480 MeV, 1,3 milliard d’électrons volts (GeV) et 1,7 GeV – la lumière la additionally énergétique jamais détectée à partir d’une éruption géante de magnétar. Ce qui est surprenant, c’est que tous ces rayons gamma sont apparus longtemps après que la torche ait diminué dans d’autres devices.

Nicola Omodei, chercheur principal à l’Université de Stanford en Californie, a dirigé l’équipe de LAT pour enquêter sur ces rayons gamma, qui sont arrivés entre 19 secondes et 4,7 minutes après l’événement principal. Les scientifiques concluent que ce sign provient très probablement de la torche magnétar. « Pour que le LAT détecte un GRB court docket aléatoire dans la même région du ciel et à peu près au même moment que la fusée éclairante, il faudrait attendre, en moyenne, au moins 6 tens of millions d’années », a-t-il expliqué.

Un magnétar produit un flux continu de particules en mouvement rapide. En se déplaçant dans l’espace, ce flux sortant pénètre, ralentit et détourne le gaz interstellaire. Le gaz s’accumule, s’échauffe et se comprime et forme un kind d’onde de choc appelé choc d’arc.

Dans le modèle proposé par l’équipe LAT, l’impulsion initiale des rayons gamma de la fusée se déplace vers l’extérieur à la vitesse de la lumière, suivie du nuage de matière éjectée, qui se déplace presque aussi vite. Après plusieurs jours, ils atteignent tous les deux le choc de la proue. Les rayons gamma traversent. Quelques secondes in addition tard, le nuage de particules – maintenant élargi en une vaste et mince coque – entre en collision avec le gaz accumulé au choc de la proue. Cette conversation crée des ondes de choc qui accélèrent les particules, produisant les rayons gamma les as well as énergétiques après le sursaut principal.

La fusée éclairante du 15 avril prouve que ces événements constituent leur propre classe de GRB. Eric Burns, professeur adjoint de physique et d’astronomie à la Louisiana Condition College à Baton Rouge, a mené une étude sur des suspects supplémentaires en utilisant les données de nombreuses missions. Les résultats seront publiés dans The Astrophysical Journal Letters. Les éclats près de la galaxie M81 en 2005 et de la galaxie d’Andromède (M31) en 2007 avaient déjà été suggérés comme étant des éruptions géantes, et l’équipe a également identifié une éruption dans M83, également observée en 2007 mais récemment signalée. Ajoutez à cela la fusée géante de 1979 et celles observées dans notre Voie lactée en 1998 et 2004.

« C’est un petit échantillon, mais nous avons maintenant une meilleure idée de leurs véritables énergies, et dans quelle mesure nous pouvons les détecter », a déclaré Burns. « Quelques pour cent des GRB courts peuvent vraiment être des éruptions géantes magnétar. En fait, ce sont peut-être les explosions de haute énergie les moreover courantes que nous avons détectées jusqu’à présent au-delà de notre galaxie – environ cinq fois plus fréquentes que les supernovae. »

Vidéo: https://www.youtube.com/enjoy ?v=x66BEB6pSKM&function=emb_logo