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Posté par Adrien le Mardi 23/01/2018 à 00:00
La fusion d'étoiles à neutrons pose une nouvelle énigme aux astrophysiciens
L'intensité de l'émission de lumière rémanente, générée par la fusion d'étoiles à neutrons détectée en août dernier, continue d'augmenter - à la grande surprise des astrophysiciens qui étudient le résultat de la collision massive qui s'est produite il y a quelque 138 millions d'années-lumière et qui a propulsé des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte...) gravitationnelles partout dans l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.).

De nouvelles observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés....) réalisées à l'aide du télescope spatial à rayons X Chandra (Le satellite Chandra est un télescope à rayons X. Il a été lancé en 1999 par la navette spatiale Columbia lors de la mission STS-93.) de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace ») plus connue...), faisant l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction...) d'un article publié dans la revue Astrophysical Journal Letters, révèlent que le sursaut gamma (Les sursauts gamma (en anglais, gamma-ray bursts, abrégé en GRB) sont des bouffées de photons gamma qui apparaissent aléatoirement dans le ciel. Ils sont situés à de...) résultant de cette collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) est plus complexe que les scientifiques l'avaient d'abord cru.


« Habituellement, lorsque nous observons un bref sursaut gamma, le jet d'émission brille pendant une courte période lorsqu'il entre en collision avec le milieu ambiant, puis sa luminosité diminue au fur (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île couvre une superficie de 22 km². Elle est située dans la...) et à mesure que la quantité d'énergie déversée diminue », explique Daryl Haggard, astrophysicienne à l'Université McGill et membre du Centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) en astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de l'univers...) du Québec (CRAQ), dont l'équipe de recherche a dirigé la nouvelle étude. « Celui-ci est différent : il ne s'agit pas d'un simple jet d'émission étroit et ordinaire. »

La théorie du cocon

On pourrait expliquer ces nouvelles observations au moyen de modèles plus complexes des rémanents de la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur,...) des étoiles à neutrons. L'une des hypothèses propose que la fusion ait généré un jet d'émission ayant chauffé les débris gazeux environnants par le biais d'un choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de civilisation ou de particules de hautes énergies.), créant ainsi un « cocon » chaud autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5...) du jet et brillant pendant plusieurs mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.) dans le domaine des rayons X et des ondes radio.

Les observations réalisées à l'aide du télescope à rayons X concordent avec celles obtenues par une autre équipe de chercheurs à l'aide de radiotélescopes, et qui montrent aussi une augmentation au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de la brillance générée au moment de la collision.

Tandis que les radiotélescopes ont pu suivre les changements de l'émission rémanente pendant tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) l'automne (L'automne est l'une des quatre saisons des zones tempérées. Elle se place entre l'été et l'hiver.), les télescopes à rayons X et dans le domaine visible n'ont pu l'observer pendant une période d'environ trois mois, car la source se trouvait alors trop près du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une...) dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.).

« Lorsque la source est sortie de cette zone d'aveuglement céleste au début du mois de décembre, notre équipe de l'observatoire Chandra a saisi l'occasion d'observer ce qui se passait », souligne John Ruan, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et...) postdoctoral à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical...) spatial de McGill et auteur principal du nouvel article. « Effectivement, l'émission de lumière rémanente s'est révélée plus brillante dans le domaine des rayons X, tout comme elle l'était dans le domaine des ondes radio. »

Mystérieux phénomènes physiques

Cette découverte inattendue a déclenché une véritable ruée chez les astronomes dans le but de comprendre les mécanismes physiques à l'origine de cette émission. « Cette fusion d'étoiles à neutrons ne ressemble en rien à ce que nous connaissions », affirme Melania Nynka, également chercheuse postdoctorale à l'Université McGill. « Pour les astrophysiciens, il s'agit d'un cadeau qui ne cesse de nous réserver des surprises. » Melania Nynka ainsi que des astronomes de l'Université Northwestern et de l'Université de Leicester sont également co-auteurs du nouvel article.

La fusion d'étoiles à neutrons a été détectée pour la première fois le 17 août dernier par l'observatoire d'ondes gravitationnelles par interférométrie laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme anglo-américain « light...) (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory - LIGO), situé aux États-Unis. Le détecteur européen Virgo et quelque 70 observatoires spatiaux et terrestres ont contribué à confirmer cette découverte.

Cette découverte marque le début d'une nouvelle ère dans le domaine de l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés...). En effet, c'est la première fois que des scientifiques peuvent observer un événement cosmique dans le domaine tant des ondes lumineuses - la base de l'astronomie traditionnelle - que des ondes gravitationnelles, ces déformations de l'espace-temps (La notion d'espace-temps a été introduite au début des années 1900 et reprise notamment par Minkowski en 1908 dans un exposé mathématique sur...) prédites il y a un siècle par Albert Einstein dans sa théorie de la relativité générale. On croit que les fusions d'étoiles à neutrons, des objets parmi les plus denses de l'Univers, sont responsables de la production d'éléments lourds, comme l'or, le platine (Le platine est un élément chimique de symbole Pt et de numéro atomique 78.) et l'argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du latin Argentum — et de numéro atomique 47.).

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Source: Université McGill