Les astronomes exposent des éruptions cosmiques dans les galaxies voisines


Les astronomes exposent des éruptions cosmiques dans les galaxies voisines

Le 15 avril 2020, une vague de rayons X et de rayons gamma qui n’a duré qu’une fraction de seconde a déclenché des détecteurs sur la NASA et les vaisseaux spatiaux européens. L’événement était une énorme torche d’un magnétar, une sorte de reste de la taille d’une qui possède les champs magnétiques les plus puissants connus. Crédit photo: Goddard Space Flight Center de la NASA

Une brève explosion de lumière à haute énergie a balayé le système solaire le 15 avril, déclenchant de nombreux instruments spatiaux, y compris ceux à bord de la NASA et des missions européennes. Plusieurs équipes scientifiques internationales sont maintenant parvenues à la conclusion que l’explosion provenait d’un reste d’étoile supermagnétisée connu sous le nom de magnétar une galaxie voisine.

Cette découverte confirme la suspicion de longue date selon laquelle certains sursauts gamma, ou GRB, qui sont des éruptions cosmiques repérées dans le presque tous les jours, sont en fait de puissantes éruptions de magnétars relativement proches de chez eux.

« La découverte de l’existence d’une population de torches magnétiques extragalactiques offre aux physiciens du LIGO et du nucléaire de futures opportunités de recherche pour étudier les problèmes fondamentaux de l’univers », a déclaré Eric Burns, assistant de la division physique et astronomie de LSU qui fait partie de la découverte internationale.

La torche magnétique du 15 avril prouve que ces événements représentent une classe de GRB à part. Burns a mené une étude qui a examiné d’autres suspects en utilisant les données de nombreuses missions. Les résultats sont présentés dans le Lettres de journal . Des rafales près de la galaxie M81 en 2005 et de la galaxie d’Andromède ou M31 en 2007 avaient déjà été suggérées comme des éruptions géantes, et l’équipe a identifié une éruption dans M83 qui a également été vue en 2007, mais elle a été de nouveau signalée. Les scientifiques ont également observé des éruptions géantes en 1979, 1998 et 2004.

« C’est un petit échantillon, mais nous avons maintenant une meilleure idée de leurs véritables énergies et dans quelle mesure nous pouvons les discerner », a déclaré Burns. « Quelques pour cent des GRB courts peuvent en fait être des éruptions magnétiques géantes. En fait, ce sont probablement les sursauts de haute énergie les plus courants que nous ayons découverts bien au-delà de notre galaxie – environ cinq fois plus fréquemment que les supernovae. »

Les GRB sont les explosions les plus puissantes du cosmos et peuvent être détectées sur des milliards d’années-lumière. Celles-ci, qui durent moins de deux secondes et sont connues sous le nom de GRB courts, se produisent lorsqu’une paire d’étoiles à neutrons en orbite, qui sont les restes écrasés d’étoiles explosées, se tordent l’une dans l’autre et fusionnent. Les astronomes ont confirmé ce scénario pendant au moins quelques courts GRB en 2017, lorsqu’une épidémie a suivi l’arrivée d’ondes gravitationnelles, ou ondes dans l’espace-temps, créées lorsque les étoiles à neutrons ont fusionné à 130 millions d’années-lumière.

« L’explication préférée pour la plupart des courts sursauts de rayons gamma est qu’ils sont émis par un faisceau de débris voyageant près de la vitesse de la lumière produite par la fusion d’étoiles à neutrons ou d’une étoile à neutrons et d’un trou noir », a déclaré Eric Burns, membre par l’équipe de surveillance des sursauts gamma de Fermi, puis au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. « LIGO nous dit qu’il y a eu une fusion d’objets compacts, et Fermi nous dit qu’il y a eu une brève rafale de rayons gamma. Ensemble, nous savons que nous avons vu deux étoiles à neutrons fusionner, ce qui confirme dramatiquement la relation. »

Les magnétars sont des étoiles à neutrons avec les champs magnétiques connus les plus puissants, avec jusqu’à mille fois l’intensité des étoiles à neutrons typiques et jusqu’à dix mille milliards de fois la force d’un aimant de réfrigérateur. De légères perturbations du champ magnétique peuvent provoquer une éruption de magnétars avec des rayons X sporadiques pendant des semaines ou plus. Les magnétars produisent rarement d’énormes éruptions appelées éruptions géantes qui produisent des rayons gamma, la forme de lumière la plus énergétique.

Juste avant 4 h 42 HAE le 15 avril 2020, une courte et puissante rafale de rayons X et gamma a balayé Mars, déclenchant le détecteur de neutrons de haute énergie russe à bord du vaisseau spatial Mars Odyssey de la NASA, qui tourne en orbite autour de la planète depuis 2001 environ. 6,6 minutes plus tard, l’éruption a déclenché l’instrument à cône russe à bord du satellite éolien de la NASA, qui orbite autour d’un point entre la terre et le soleil situé à environ 930 000 milles. Après 4,5 secondes supplémentaires, le rayonnement a dépassé la terre et a déclenché des instruments sur le télescope spatial à rayons gamma Fermi de la NASA et sur le moniteur d’interaction spatiale INTEGRAL satellite et atmosphère (ASIM) de l’Agence spatiale européenne à bord de la Station spatiale internationale.

L’impulsion de rayonnement n’a duré que 140 millisecondes, soit aussi vite qu’un clin d’œil ou un claquement de doigt.

Les missions Fermi, Swift, Wind, Mars Odyssey et INTEGRAL participent toutes à un système de localisation GRB connu sous le nom de réseau interplanétaire (IPN). L’IPN, maintenant financé par le projet Fermi, travaille avec divers engins spatiaux à travers le système solaire depuis la fin des années 1970. Étant donné que le signal atteint chaque détecteur à des moments différents, chaque paire peut aider à isoler l’emplacement d’une rafale dans le ciel. Plus les distances entre les engins spatiaux sont grandes, plus la technologie est précise.

L’IPN a placé l’éruption du 15 avril, nommée GRB 200415A, précisément dans la région centrale de NGC 253, une galaxie spirale brillante située à environ 11,4 millions d’années-lumière dans la constellation du Sculpteur. Il s’agit de la position céleste la plus précise déterminée à ce jour pour un magnétar au-delà du Grand Nuage de Magellan, un satellite de la galaxie qui abrite une torche géante en 1979 qui a été découverte pour la première fois.

Les éruptions géantes de magnétars dans la Voie lactée et ses satellites évoluent de différentes manières, avec une augmentation rapide de la luminosité maximale suivie d’une queue plus progressive d’émissions fluctuantes. Ces variations résultent de la rotation du magnétar, qui amène à plusieurs reprises la position de la torche dans et hors de vue comme un phare de la Terre.

L’observation de cette queue se balançant est la preuve concluante d’une énorme torche. Cependant, à une distance de millions d’années-lumière, cette émission est trop faible pour être détectée avec les instruments d’aujourd’hui. En l’absence de ces signatures, des éruptions géantes dans le voisinage galactique peuvent se déguiser en GRB de type fusion beaucoup plus éloignés et plus puissants.

Récemment, la NASA a annoncé qu’elle avait sélectionné quatre petites missions d’astrophysique pour le développement du concept dans un nouveau programme appelé Pioneers. Avec l’aide de petits satellites et de ballons scientifiques, cette sélection permet de nouvelles plateformes de recherche sur les phénomènes cosmiques tels que l’évolution des , les exoplanètes, les neutrinos de haute énergie et les fusions d’étoiles à neutrons. L’une des missions, appelée StarBurst, dirigée par Dan Kocevski, le Marshall Space Flight Center de la NASA, en tant que chercheur principal et Eric Burns en tant que scientifique en chef, est conçue pour travailler avec LIGO pour étudier de courts GRB afin de poursuivre l’exploration cosmique ensemble sur ces sources. comprendre.


L’énorme sursaut gamma de l’étoile rare GRB 200415A a été capturé près de notre galaxie d’origine


Fourni par la Louisiana State University

Citation: Les astronomes exposent des éruptions cosmiques dans les galaxies voisines (2021, 22 janvier), consulté le 22 janvier 2021 sur https://phys.org/news/2021-01-astronomers-unmask-cosmic-eruptions-nearby.html

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