Cette explosion d'étoile pourrait être la plus violente de notre millénaire

Publié par Adrien le 19/05/2023 à 06:00
Source: CEA IRFU
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Le 9 Octobre 2022 à 13h16 et 59.99 secondes, une bouffée de lumière gamma, appelée sursaut gamma (GRB) a ébloui la quasi-totalité des détecteurs de rayons X et gamma disponibles à ce moment-là. Depuis leur découverte, ces événements font l'objet d'un suivi continu grâce à des observations multi-longueurs d'onde par des télescopes dans l'espace et au sol. Ce sursaut baptisé GRB221009A a secoué la communauté mondiale des astrophysiciens qui mènent depuis leur analyse pour comprendre les phénomènes physiques qui ont déclenché cette bouffée d'énergie la plus intense de notre histoire.


La détection des rayons X en raison de la diffusion de la lumière provenant de l'explosion initiale du GRB 221009A par les poussières de notre galaxie, a conduit à la formation d'anneaux en expansion. Ce "film" (en couleurs arbitraires) montrent ces anneaux formés par les rayons X detectés par le télescope Swift de la NASA. Il a été créé en combinant des
Images capturées sur une période de 12 jours. Crédit A. Beardmore de l'université de Leicester, NASA, Switf

Les GRB proviennent de deux phénomènes astrophysiques distincts:
- les sursauts gamma courts (une durée inférieure à 2 secondes) proviennent de la fusion de deux étoiles à neutrons ;
- et les longs (plus de 2 secondes et jusqu'à plusieurs minutes) résultant de l'effondrement d'une étoile massive.

Le flash d'environ 600 secondes fût donc associé à un sursaut gamma long d'une intensité dépassant toutes celles enregistrées jusqu'alors.

Par chance, GRB 221009A est l'un des sursauts gamma longs parmi les plus proches jamais observés. La combinaison de cette luminosité extrême (environ 8 masses solaires relâchées en rayons gamma en l'espace de 10 minutes) et de cette proximité rare (environ 2 milliards d'année lumière) en font ainsi le sursaut le plus brillant jamais observé depuis qu'ils sont détectés il y a 55 ans. Selon des statistiques sur les populations de GRBs déjà connus, ce pourrait être un événement unique dans l'histoire de l'humanité, soit un tous les dix mille ans !

Par malchance, GRB 221009A est localisé dans notre plan galactique et les rayonnements (des photons radio, visible, X, UV, IR..), traqués par les télescopes, subissent une forte absorption, ce qui impose, pour l'interprétation de ces données, une bonne maitrise de ce "filtrage" par la poussière de notre galaxie.

Les émissions des sursauts se divisent en deux phases distinctes:
- la première, dite phase d'émission rapide et brillante, ne dure que quelques seconde. Integral et solarOrbiter ont pu détecter ce "prompt",
- la seconde, plus lente, se fane plus doucement et peut persister plusieurs jours, voire plusieurs semaines. Cette émission dite "rémanente", est provoquée par l'accélération d'électrons dans les chocs, résultants de l'explosion, avec le milieu ambiant. Integral, GRANDMA, JWST, H.E.S.S. ont détecté ce "rémanent".
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