Une étoile morte émet un mélange unique de radiations

Publié par Redbran le 31/07/2020 à 13:00
Source: Université de Genève
Une collaboration internationale entre des télescopes au sol et en orbite éclaire l'un des mystères de l'univers. L'alerte a été lancée par l'observatoire spatial Integral de l'ESA, dont les données scientifiques sont traitées à l'Université de Genève.


Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités...) du magnétar (Un magnétar est une étoile à neutrons disposant d'un champ magnétique hyper-puissant, qui émet...) SGR 1935+2154. (ESA)

Un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) international de télescopes, dont fait partie Integral, l'observatoire spatial à haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) de l'ESA (Agence spatiale européenne), a permis de détecter un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...) unique de radiations provenant d'une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) morte dans notre galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de...). Cette découverte met en jeu deux phénomènes cosmiques distincts: les magnétars et les sursauts radio rapides. Les premiers sont des cadavres stellaires d'une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) équivalente à celle du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...), mais concentrée dans une rayon d'environ 10 km, et dont les champs magnétiques sont parmi les plus intenses de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.). Lorsqu'ils entrent en activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.), ils peuvent produire de courtes salves de radiations de haute énergie qui durent généralement moins d'une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) et sont des milliards de fois plus lumineuses que le Soleil. Les seconds sont l'une des principales énigmes de l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...). Découverts pour la première fois en 2007, les sursauts radio rapides émettent des très puissantes ondes radio pendant quelques millisecondes seulement avant de s'estomper.

Fin avril, les astronomes ont découvert que le magnétar SGR 1935+2154, dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) de Vulpécule, venait d'entrer en activité et émettait non seulement ses rayons X habituels, mais aussi, au même moment, un bref sursaut d'ondes radio. "L'imageur IBIS d'Integral nous a permis de déterminer avec précision l'origine de l'émission de ces rayons X, mettant en évidence leur association avec le magnétar", explique Volodymyr Savchenko, adjoint scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) au Département d'astronomie de la Faculté des sciences de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Genève (UNIGE), où sont traitées les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) scientifiques d'Integral. "La plupart des autres satellites impliqués dans l'étude collaborative de cet événement n'ont pas pu mesurer sa position dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) - une information cruciale pour confirmer que l'émission provenait bien de SGR 1935+2154."

Une alerte mondiale en quelques secondes

"Nous avons détecté l'émission de rayons X de haute énergie du magnétar le 28 avril, grâce aux données d'Integral", explique Sandro Mereghetti chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) à l'INAF IASF-Milano, Italie. Quelques secondes plus tard, le système de surveillance d'Integral a automatiquement alerté les observatoires du monde (Le mot monde peut désigner :) entier. Dans les heures (L'heure est une unité de mesure  :) qui ont suivi, d'autres alertes ont été émises, permettant à la communauté scientifique d'agir rapidement et d'explorer cette source plus en détail." Le même jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...), le radiotélescope (Un radiotélescope est un télescope spécifique utilisé en radioastronomie pour...) CHIME au Canada et le Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) aux États-Unis ont permis aux astronomes au sol de repérer puis confirmer une émission d'ondes radio brève et extrêmement brillante dans la direction de SGR 1935+2154.

"C'est la toute première connexion d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) entre les magnétars et les sursauts radio rapides, explique Sandro Mereghetti. C'est vraiment une découverte majeure, et cela contribue à mettre en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) l'origine de ces phénomènes mystérieux." La véritable nature des sursauts radio rapides reste en effet une énigme. Jusqu'à ce jour, aucune émission de ce type n'avait été observée dans la Voie lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois...) en provenance d'une source identifiée, pas plus qu'on ne les avait vu être associés à un autre type de rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...), au-delà des ondes radio.
Ce lien nouvellement observé accrédite l'idée que les sursauts radio rapides émanent des magnétars, et démontre que les émissions de ces objets hautement magnétisés peuvent également être repérées aux longueurs d'onde radio (Une onde radioélectrique (dite onde radio) est une onde électromagnétique dont la...). Les magnétars sont de plus en plus populaires auprès des astronomes, car on pense qu'ils jouent un rôle clé dans le déclenchement de différents événements transitoires dans l'Univers, allant des explosions de supernovae super-lumineuses aux sursauts gamma.

Quatre instruments pour scruter l'Univers

Lancé en 2002, Integral transporte une suite de quatre instruments capables d'observer et de prendre des images simultanées d'objets cosmiques en rayons gamma, en rayons X et en lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre...). Au moment de l'explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un...), le magnétar se trouvait dans le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de vision de l'instrument IBIS, ce qui a conduit à une détection automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la...) par le satellite (Satellite peut faire référence à :), alertant immédiatement les observatoires du monde entier. "Ce type d'approche collaborative et multi-longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) et la découverte qui en résulte soulignent l'importance d'une coordination rapide et à grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un...) des efforts de recherche scientifique (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...). Integral a participé a cet effort depuis son lancement, grâce aux services novateurs de son centre de données", souligne Carlo Ferrigno, investigateur principal de l'Integral Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...) Data Centre (ISDC) de l'UNIGE, qui distribue et contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de...) les données du satellite (Satellite peut faire référence à :) Integral et les logiciels nécessaires à leur traitement.

Publication:
Cette recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) est publiée dans The Astrophysical Journal Letters
DOI: 10.3847/2041-8213/aba2cf

Contacts:
- Carlo Ferrigno - Collaborateur scientifique
Département d'astronomie, Faculté des sciences

- Volodymyr Savchenko - adjoint scientifique
Département d'astronomie, Faculté des sciences
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