Le sursaut gamma le plus brillant jamais observé révèle de nouveaux mystères d’explosions cosmiques

Le 9 octobre 2022, une impulsion powerful de rayonnement gamma a balayé notre système solaire, submergeant les détecteurs de rayons gamma sur de nombreux satellites en orbite et envoyant des astronomes en chasse pour étudier l’événement à l’aide des télescopes les furthermore puissants du monde.

La nouvelle resource, baptisée GRB 221009A pour sa date de découverte, s’est avérée être le sursaut gamma (GRB) le moreover brillant jamais enregistré.

Le Submillimeter Array (SMA) de Harvard & Smithsonian à Hawaï, a jeté un nouvel éclairage sur la quête de plusieurs décennies pour comprendre l’origine de ces explosions cosmiques extrêmes.

L’émission de rayons gamma de GRB 221009A a duré in addition de 300 secondes. Les astronomes pensent que ces GRB “de longue durée” sont le cri de naissance d’un trou noir, formé lorsque le noyau d’une étoile huge et tournant rapidement s’effondre sous son propre poids. Le nouveau trou noir lance de puissants jets de plasma à une vitesse proche de la lumière, qui traversent l’étoile qui s’effondre et brillent en rayons gamma.

Le GRB 221009A étant le sursaut le in addition brillant jamais enregistré, un véritable mystère résidait dans ce qui se passerait après le sursaut first de rayons gamma. “Alors que les jets percutent le gaz entourant l’étoile mourante, ils produisent une “rémanence” de lumière brillante sur tout le spectre”, explique Tanmoy Laskar, professeur adjoint de physique et d’astronomie à l’Université de l’Utah et auteur principal de l’étude. “La rémanence s’estompe assez rapidement, ce qui signifie que nous devons être rapides et agiles pour capturer la lumière avant qu’elle ne disparaisse, emportant ses strategies avec elle.”

Dans le cadre d’une campagne visant à utiliser les meilleurs télescopes radio et millimétriques du monde pour étudier la rémanence de GRB 221009A, les astronomes Edo Berger et Yvette Cendes du Centre d’astrophysique (CfA) ont rapidement collecté des données avec le SMA.

“Cette rafale, étant si brillante, a fourni une celebration exceptional d’explorer le comportement détaillé et l’évolution d’une rémanence avec des détails sans précédent – nous ne voulions pas la manquer ! ” dit Edo Berger, professeur d’astronomie à l’Université de Harvard et au CfA. “J’étudie ces événements depuis as well as de vingt ans, et celui-ci était aussi passionnant que le leading GRB que j’ai jamais observé.”

“Grâce à sa capacité de réponse rapide, nous avons pu rapidement diriger le SMA vers l’emplacement de GRB 221009A”, explique Garrett Keating, scientifique du projet SMA et chercheur au CfA. “L’équipe était ravie de voir à quel position la rémanence de ce GRB était brillante, que nous avons pu continuer à surveiller pendant in addition de 10 jours à mesure qu’elle s’estompait.”

Après avoir analysé et combiné les données du SMA et d’autres télescopes du monde entier, les astronomes ont été déconcertés : les mesures millimétriques et d’ondes radio étaient beaucoup in addition lumineuses que prévu sur la foundation de la lumière seen et des rayons X.

“Il s’agit de l’un des ensembles de données les additionally détaillés que nous ayons jamais collectés, et il est clair que les données millimétriques et radio ne se comportent tout simplement pas comme prévu”, déclare Yvette Cendes, associée de recherche au CfA. “Quelques GRB dans le passé ont montré un bref excès d’émissions millimétriques et radio que l’on pense être la signature d’une onde de choc dans le jet lui-même, mais dans le GRB 221009A, l’excès d’émission se comporte assez différemment que dans ces cas passés.”

Elle ajoute : “Il est possible que nous ayons découvert un mécanisme complètement nouveau pour produire des ondes millimétriques et radio en excès.”

Une possibilité, dit Cendes, est que le jet puissant produit par GRB 221009A est plus complexe que dans la plupart des GRB. “Il est achievable que la lumière visible et les rayons X soient produits par une partie du jet, tandis que les premières ondes millimétriques et radio sont produites par un composant différent.”

“Heureusement, cette rémanence est si brillante que nous continuerons à étudier son émission radio pendant des mois et peut-être des années à venir”, ajoute Berger. “Avec ce laps de temps beaucoup additionally very long, nous espérons déchiffrer l’origine mystérieuse de l’émission too much précoce.”

Indépendamment des détails exacts de ce GRB particulier, la capacité de répondre rapidement aux GRB et à des événements similaires avec des télescopes à ondes millimétriques est une nouvelle capacité essentielle pour les astronomes.

“Une leçon clé de ce GRB est que sans radiotélescopes et télescopes millimétriques à action rapide, tels que le SMA, nous manquerions des découvertes potentielles sur les explosions les additionally extrêmes de l’univers”, déclare Berger. “Nous ne savons jamais à l’avance quand de tels événements se produiront, nous devons donc être aussi réactifs que probable si nous voulons profiter de ces cadeaux du cosmos.”