Sursaut gamma: des "gamma" de très haute énergie, des heures plus tard !
Publié par Redbran le 30/11/2019 à 14:00
Source: CEA
Pour la première fois, des rayons gamma de très haute énergie ont été détectés plusieurs heures après le début d'un sursaut gamma, en juillet 2018. Cette découverte permise par le grand télescope de HESS, en Namibie, apporte de précieux indices sur les mécanismes physiques à l'oeuvre dans les accélérateurs cosmiques de particules.


(c)HESS

Des cataclysmes comme la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général,...) d'une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) massive (Le mot massif peut être employé comme :) se signalent par des émissions extrêmement énergétiques et très brèves, appelés sursauts gamma. Jusqu'à présent, les astrophysiciens observaient l'explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette...) initiale en gamma de haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) pendant quelques dizaines de secondes, puis, durant plusieurs heures (L'heure est une unité de mesure  :), une "phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) rémanente" en gamma de basse énergie, en rayons X et en visible, se poursuivant sur plusieurs jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit...) aux énergies les plus basses.

Mais, le 20 juillet 2018, le détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou de la situation pour lequel il a été spécifiquement conçu.) de sursauts gamma GBM (Gamma-Ray Burst Monitor) à bord du satellite (Satellite peut faire référence à :) Fermi, suivi quelques secondes plus tard par le télescope spatial (Un télescope spatial est un télescope placé au delà de l'atmosphère. Le télescope spatial présente l'avantage par rapport à son homologue terrestre de ne pas...) Swift, émet une alerte sur les réseaux mondiaux. Plusieurs observatoires terrestres pointent alors immédiatement dans la direction indiquée. L'équipe de HESS (High Energy Stereoscopic System), quant à elle, doit patienter dix longues heures avant de pouvoir observer cette position dans le ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) et, en dépit de ce contretemps, décide de rechercher une hypothétique émission gamma de très haute énergie dans la phase rémanente de ce sursaut. Spécialement conçu pour des 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. Le plaisir procuré explique la très grande...) de ce type, le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la...) Tcherenkov de 28 mètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de...) de HESS collecte alors des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.), 10-12 heures après l'alerte, qui mettent en évidence une nouvelle source gamma ponctuelle, coïncidant avec le sursaut signalé. Celle-ci disparaîtra ensuite au cours des observations réalisées sur la même position, 18 jours plus tard.

Cette émission démontre pour la première fois l'existence de particules accélérées à des énergies extrêmes et indique que ces particules existent encore (ou sont créées) longtemps après le sursaut. L'hypothèse la plus vraisemblable est que l'onde de choc (Une onde de choc est un type d'onde, mécanique ou d'une autre nature, associé à l'idée d'une transition brutale. Elle peut prendre la forme d'une vague de haute pression, et elle...) créée par l'explosion initiale agit comme un accélérateur cosmique de particules. Avant les observations de HESS, les astrophysiciens pensaient que cette éventuelle émission gamma de très haute énergie ne serait observable (Dans le formalisme de la mécanique quantique, une opération de mesure (c'est-à-dire obtenir la valeur ou un intervalle de valeurs d'un paramètre physique, ou plus généralement une...) que pendant les premières secondes ou minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. Cartographie géologique ; la minute de terrain est la carte originale, au crayon, levée sur le...).

Associée à d'autres observations plus récentes par MAGIC (MagiC est un système d'exploitation propriétaire multitâche pour ordinateurs Atari ST et compatibles. Il a été porté sur PC et Macintosh. Quelle que soit la plateforme matérielle, les...) (Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov Telescope), à La Palma (Espagne), et par HESS, cette découverte apporte un nouvel éclairage sur la nature des sursauts gamma.

Références:
A very-high-energy component deep in the γ-ray burst afterglow; H.E.S.S. collaboration, Nature
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