L’origine possible de l’explosion cosmique connue sous le nom de Diable de Tasmanie

Une étrange explosion cosmique a été suivie d’éruptions énergétiques répétées, observées pendant plusieurs mois. Ce phénomène n’a jamais été observé auparavant

Les fusées éclairantes furent brèves, ne durant que quelques minutes, et cent jours plus tard elles furent aussi fortes que lors de l’explosion initiale. Ils sont apparus après un type rare de cataclysme stellaire, connu sous le nom d’événement transitoire optique bleu lumineux rapide (LFBOT). L’explosion a été officiellement baptisée AT2022tsd et est connue sous le nom de « diable de Tasmanie ».

Depuis sa découverte en 2018, de nombreuses spéculations ont été lancées sur la cause de ces explosions extrêmes. Celles-ci sont beaucoup plus brillantes que l’explosion d’une supernova qui tue généralement les étoiles massives, mais elles mettent des jours plutôt que des semaines à s’estomper.

Pour étudier ces éruptions sans précédent, 15 télescopes situés dans différentes parties du monde ont été utilisés.

Les auteurs d’une nouvelle étude estiment que l’activité de l’éruption confirme que l’origine doit être dans un cadavre stellaire : un trou noir ou une étoile à neutrons.

Cette équipe est dirigée par l’Université Cornell et implique des chercheurs de l’Institut d’études spatiales de Catalogne (IEEC) de l’Institut des sciences spatiales (ICE) du Conseil supérieur de la recherche scientifique (CSIC) en Espagne.

Lluís Galbany, Claudia Gutiérrez et Tomás E. Müller-Bravo, chercheurs IEEC à l’ICE, ont contribué à la recherche dans le cadre d’ePESSTO+ (Extended Public ESO Spectroscopic Survey of Transient Objects). Cette collaboration a débuté en 2019 et vise à explorer de nouvelles populations d’événements transitoires.

Anna YQ Ho, professeure agrégée d’astronomie au Collège des Arts et des Sciences, est la première auteure de l’étude. Cela a permis de caractériser le « diable de Tasmanie » et les impulsions lumineuses qui en résultent, observées à environ un milliard d’années-lumière de la Terre. «Nous ne pensons pas qu’autre chose puisse provoquer ce type d’éruption. “Cela met fin à des années de débat sur les causes de ce type d’explosion et révèle une méthode inhabituellement directe pour étudier l’activité des cadavres stellaires”, dit-il.

Elle a écrit le logiciel qui a alerté de l’événement en septembre 2022, tout en analysant un demi-million de changements, ou événements transitoires, détectés quotidiennement grâce à la cartographie de l’ensemble du ciel réalisée par le télescope Zwicky Transient Facility, basé en Californie, aux États-Unis. Après l’explosion qui s’estompe en décembre 2022, l’équipe a découvert que l’une des images analysées enregistrait de la lumière, suivie d’une pointe lumineuse dans le cadre central qui disparaissait rapidement.

“Personne ne savait vraiment quoi dire”, se souvient Ho. “Nous n’avons jamais eu quelque chose de pareil auparavant – quelque chose d’aussi rapide et aussi brillant que l’explosion initiale des mois plus tard – dans une supernova ou un FBOT. “Nous n’avons jamais vu cela en astronomie, point final.”

« Trouver et caractériser les LFBOT est un défi de par leur nature : ce sont des objets qui évoluent très rapidement. Nous perdons des informations importantes sur leurs mécanismes d’explosion et leur physique si nous attendons quelques jours pour coordonner les observations. Nous devons donc activer les observations lorsqu’un bon candidat est trouvé », explique Claudia Gutiérrez. « Malgré tous nos efforts, nous avons détecté une douzaine de LFBOT, dont six seulement fournissent des indices sur cette nouvelle classe d’événements. Parmi eux, un seul, le “diable de Tasmanie”, présente ces éruptions sans précédent”, ajoute-t-il.

Pour étudier plus en détail cette lueur, l’équipe a fait appel à des collègues qui ont contribué aux observations de plus de dix télescopes, dont un équipé d’une caméra à grande vitesse. L’équipe a examiné les données précédentes et s’est efforcée d’exclure d’autres sources de lumière possibles. Leur analyse a finalement confirmé au moins 14 impulsions lumineuses irrégulières sur une période de 120 jours, ce qui ne représente probablement qu’une fraction du nombre total, selon Ho.

Recréation artistique d’une explosion de type LFBOT. (Illustration : Étonnants/NCYT)

Explorer l’évolution stellaire

Les processus exacts à l’œuvre continuent d’être étudiés, peut-être un trou noir canalisant des jets de matière stellaire vers l’extérieur à une vitesse proche de celle de la lumière. L’équipe espère que la recherche fera progresser ses objectifs à long terme consistant à déterminer comment les propriétés des étoiles peuvent prédire la manière dont elles mourront et le type de cadavre qu’elles produiront. Les LFBOT peuvent être l’occasion d’observer une étoile alors qu’elle passe à son stade post-mort.

“Étant donné que l’échantillon actuel de LFBOT reste petit, les études actuelles et futures à haut débit, telles que LS4, GOTO et BlackGem, seront essentielles pour augmenter leur nombre et aider à élucider le scénario précurseur de ces types d’événements transitoires”, note-t-il. Tomás E. Müller-Bravo.

«C’est le bon moment pour étudier l’univers des événements transitoires. Il y a seulement cinq ans, il aurait été impossible de détecter un tel événement. Notre groupe de recherche sur les supernovas ICE-CSIC fait un effort supplémentaire pour faire partie de ces collaborations internationales et être le premier à détecter, suivre et étudier des événements extraordinaires comme AT2022tsd”, conclut Lluís Galbany.

L’étude s’intitule «Éruptions optiques d’une durée de quelques minutes avec des luminosités de supernova». Et cela a été publié dans la revue académique Nature. (Source : IEEC/ICE/CSIC)