De nouveaux indices sur les sursauts gamma les plus brillants et les plus énergétiques jamais détectés

En octobre 2022, un sursaut gamma (GRB), appelé GRB 221009A, a été détecté et il était si brillant que les astronomes l’ont rapidement surnommé le BATEAU – le plus brillant de tous les temps – avec des études de suivi montrant qu’il était 70 fois plus brillant et beaucoup plus énergique que le précédent détenteur du record.

Maintenant, les chercheurs ont obtenu des indices de l’observatoire NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA que le jet créé par le sursaut gamma 221009A avait des caractéristiques uniques, faisant allusion aux influences potentielles des propriétés physiques de l’étoile progénitrice. Alternativement, un mécanisme entièrement nouveau pourrait lancer ces jets exceptionnellement brillants dans l’espace.

Les GRB sont la forme de lumière la plus énergétique de l’univers, invisible à l’œil humain. Alors que tous les GRB connus proviennent de galaxies au-delà de notre Voie lactée, leur luminosité leur permet d’être détectés à des milliards d’années-lumière.

“Cet événement était tellement plus brillant et plus énergétique que n’importe quel sursaut gamma que nous avons vu auparavant, ce n’est même pas proche. Puis, lorsque nous avons analysé les données NuSTAR, nous avons réalisé qu’il avait également cette structure de jet unique. Et c’était vraiment excitant parce que nous n’avons aucun moyen d’étudier l’étoile qui a produit cet événement ; elle est partie maintenant. Mais nous avons maintenant des données qui nous donnent des indices sur la façon dont elle a explosé », a déclaré Brendan O’Connor, auteur principal de la nouvelle étude et astronome à l’Université George Washington à Washington.

Le GRB 221009A a aveuglé la plupart des instruments à rayons gamma dans l’espace avec son extraordinaire luminosité. Cependant, des scientifiques américains ont réussi à reconstituer la véritable luminosité de l’événement à l’aide des données du télescope spatial à rayons gamma Fermi de la NASA.

Semblable à d’autres sursauts gamma, le jet produit par GRB 221009A a émergé de l’étoile qui s’effondre, ressemblant à une décharge puissante d’un tuyau d’incendie. Rayons gamma émis par le gaz chaud et les particules au cœur du jet. Alors que dans les observations précédentes, les GRB affichaient des jets très compacts avec un minimum de lumière parasite ou de matière au-delà du faisceau étroit, le jet de GRB 221009A avait un noyau étroit avec des côtés plus larges et inclinés.

Selon les chercheurs, des propriétés similaires ont été observées dans certains sursauts gamma très énergétiques, mais le jet du BOAT présentait une caractéristique sans précédent. L’énergie du matériau dans le jet variait, indiquant que l’énergie du matériau changeait à mesure qu’il s’éloignait du noyau. Ce phénomène n’avait jamais été observé auparavant dans un long jet de rayons gamma.

En raison de l’énorme distance par rapport aux sursauts gamma, les astronomes sont incapables de capturer directement des images des jets. Au lieu de cela, ils doivent interpréter la lumière émise par ces événements pour glaner des informations sur leurs propriétés physiques. Cela peut être assimilé à l’étude d’empreintes de pas dans la neige pour en déduire les caractéristiques de la personne qui les a faites.

“Il existe plusieurs télescopes à rayons X opérant dans l’espace, chacun avec des forces différentes qui peuvent aider les astronomes à mieux comprendre ces objets cosmiques”, a déclaré Daniel Stern, scientifique du projet NuSTAR au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud.