Un sursaut gamma a affecté la stabilité de l’atmosphère terrestre

Le 9 octobre 2022, un éclat très intense de rayons gamma, connu sous l’acronyme anglo-saxon GRB, a provoqué une perturbation ionosphérique intense et durable dans l’atmosphère terrestre. Cela s’est produit au-dessus de l’Inde et le flux de photons a illuminé l’Europe, l’Afrique, l’Asie et une partie de l’Australie.

Cette découverte, recueillie dans Une étude récemment publiée dans Communications naturelles, nous raconte la fragilité de la vie sur Terre face à certains événements cosmiques. Si l’ionosphère était détruite spécifiquement par un GRB survenu dans une galaxie plus proche ou dans la Voie lactée elle-même, la vie sur notre planète pourrait être exposée aux rayonnements nocifs qui nous parviennent de l’espace pendant des jours ou des mois.

Selon la durée pendant laquelle l’ionosphère resterait inopérante, ce rayonnement affecterait considérablement la vie à la surface de la Terre et dans la mer.

Il populaire L’année 2022 a produit une grande variation du champ électrique ionosphérique de l’atmosphère terrestre. Ce GRB, qui a probablement engendré un trou noir, a duré environ sept minutes, mais a été visible avec des télescopes pendant plus de dix heures après sa détection initiale.

Explosions à haute énergie

Ces sursauts gamma sont des explosions extrêmement énergétiques souvent observées dans des galaxies lointaines. Ils émettent un rayonnement intense en rafales qui peuvent être aussi brèves que quelques millisecondes ou durer parfois des heures.

Après un premier éclair de rayons gamma, une lueur plus durable se produit généralement à des longueurs d’onde plus longues telles que les rayons X, ultraviolets, optiques, infrarouges, micro-ondes et radio.

En général, ces événements énergétiques émettent tellement de rayonnement qu’ils sont produits lorsqu’une étoile de masse élevée, lors de son effondrement gravitationnel pendant la phase de supernova, implose pour former une étoile à neutrons ou un trou noir.

Des sursauts gamma produits par la fusion d’étoiles à neutrons binaires, également des événements de haute énergie, ont parfois également été observés.

La fureur titanesque de ces phénomènes se propage à travers l’univers à la vitesse de la lumière.

Effets des sursauts gamma

Il existe un univers extrêmement violent et producteur de radiations. Ces explosions peuvent-elles affecter l’atmosphère terrestre ?

La Terre est constamment soumise à l’influence de puissants rayons cosmiques qui, en général, n’affectent pas la stabilité de l’atmosphère, car ils arrivent de manière isolée.

Gracias al campo magnético terrestre, la atmósfera superior, conocida como ionosfera, posee una estructura que nos protege de la radiación solar y de los rayos cósmicos pero, dada su naturaleza electrostática, puede verse afectada por una lluvia de radiación energética procedente de un estallido de rayons X.

À ce jour, il n’existe aucune preuve vraiment claire car, heureusement pour nous, ces événements GRB à très haute énergie ne sont pas très fréquents.

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Ce n’est pas la première fois

La première preuve obtenue de l’influence d’un GRB dans la haute atmosphère terrestre a été obtenu par l’équipe du Japonais Y. Tanaka. Les chercheurs ont identifié un signal transitoire basse fréquence provoqué par une intense explosion de rayons gamma survenue le 27 décembre 2004. Ce flux de rayonnement intense a induit une variation de la résonance Schumann ionosphérique qui a été détecté par des stations électromagnétiques au sol.

La stabilité d’ionisation de la haute atmosphère joue un rôle fondamental dans l’évolution et la résistance de la vie sur Terre, et avec le nouvel événement maintenant décrit, de plus en plus de preuves s’accumulent que la planète que nous habitons n’est pas étrangère aux effets des explosions cosmiques de très haute altitude. énergie GRB.

Détecté par les grands observatoires du monde

Le GRB en question était extrêmement énergique, peut-être l’un des plus intenses qu’il y ait eu dans toute l’histoire de l’humanité.

Il s’agissait d’une explosion extrêmement brillante et de longue durée (cataloguée sous le numéro GRB221009A). Il a été détecté par les observatoires spatiaux à rayons X et gamma, notamment AGILE, Fermi, INTEGRAL, MAXI et Swift.

Son suivi a été observé par de nombreux grands télescopes dans l’espace et au sol. L’observatoire de rayons gamma INTEGRAL a notamment obtenu des données révélatrices grâce à son spectromètre SPI (SPectrometer of Integral) et également à l’imageur IBIS. Ces données ont révélé un puissant signal photonique, suivi d’une intense lueur gamma.

Le suivi optique réalisé par l’équipe Antonio de Ugarte Postigo de l’Institut d’Astrophysique d’Andalousie (CSIC) avec le système de spectroscopie intégrée à résolution OSIRIS utilisant le Gran Telescopio Canarias (GTC) de 10,4 m nous a permis de confirmer la présence d’une forte lueur optique suggérant que son origine était une supernova, juste au moment où cette étoile géante se transformait en trou noir.

Ces données ont révélé un signal photonique fort et bien localisé, suivi d’une intense lueur gamma.

L’influence sur l’atmosphère terrestre

Pour comprendre l’influence de ce sursaut gamma, Mirko Piersanti et ses collègues ont analysé les données ionosphériques acquises par les satellites et les stations au sol. Ils ont trouvé des preuves démontrant que l’un de ces sursauts gamma avait des effets appréciables sur l’atmosphère.

Plus précisément, cela a provoqué une perturbation ionosphérique intense et durable qui a induit une variation du champ électrique de l’ionosphère supérieure, corrélée au sursaut gamma.

Ainsi, à l’aide d’observations satellitaires et d’un nouveau modèle analytique, l’équipe de Piersanti a montré que le sursaut connu sous le nom de GRB221009A avait un impact profond sur la conductivité ionosphérique de l’atmosphère terrestre, provoquant une perturbation non seulement dans la partie inférieure de l’ionosphère mais aussi dans la haute ionosphère.

Tout cela ne peut que nous faire réfléchir sur la nécessité de continuer à investir pour étudier ces phénomènes et s’en protéger. L’instrumentation de pointe dont nous disposons aujourd’hui nous permet de réaliser des avancées multidisciplinaires qui permettent de quantifier la fragilité de notre propre existence, toujours liée au hasard cosmique.