Plusieurs télescopes spatiaux en orbite scrutant le ciel à la recherche de puissantes explosions cosmiques ont repéré l'un des sursauts gamma les plus brillants jamais détectés. Les premières preuves suggèrent que l’explosion d’un rayonnement de haute énergie s’est produite lors de l’effondrement d’une étoile extrêmement massive – un processus qui entraîne un immense flot de rayons gamma et de rayons X. Les astronomes se sont précipités pour donner suite à cette découverte, un chercheur suggérant qu'elle deviendra «le sursaut gamma le mieux étudié de l'histoire».
Les premiers rapports de l'explosion, catalogués sous le numéro GRB 221009A, provenaient de l'observatoire Neil Gehrels Swift et du télescope spatial Fermi Gamma-ray, qui surveillent tous deux l'univers aux longueurs d'onde des rayons gamma et des rayons X. Leurs systèmes ont remarqué l'apparition d'une source lumineuse dans la constellation de la Sagitta le 9 octobre. L'explosion a également été captée par la mission Solar Orbiter de l'Agence spatiale européenne et depuis lors, de nombreux autres observatoires – y compris ceux qui étudient les longueurs d'onde visibles – ont scruté la boule de feu qui s'estompe lors de l'événement, connue sous le nom de « rémanence ».
L’un des aspects les plus frappants du GRB 221009A est sa proximité. L’explosion semble s’être produite dans une galaxie située à environ deux milliards d’années-lumière, ce qui est considérablement plus proche qu’un sursaut gamma « moyen » qui pourrait se trouver à environ 10 milliards d’années-lumière. Astronome de l'Université de Leicester Kim Page, qui travaille sur la mission Swift de la NASA, affirme qu'une telle proximité a « joué un grand rôle » dans la raison pour laquelle cette explosion est apparue si brillante.
La nature lumineuse et proche du GRB 221009A devrait donner aux scientifiques de nombreuses matières à étudier. "Nous avons beaucoup de photons dans le spectre électromagnétique, ce qui nous permettra de découper les données plus finement", ajoute Page. Les chercheurs espèrent également examiner comment évolue la signature chimique, ou spectre, de l’explosion – des informations qui peuvent révéler des indices sur la composition du phénomène.
Une mesure « unique »
Alors que les premières analyses sont encore en cours, les astronomes s’émerveillent déjà devant certaines des premières observations. Les images aux rayons X de l'observatoire Swift montrent des anneaux lumineux et proéminents autour de l'emplacement du GRB 221009A. Ces caractéristiques ne font pas physiquement partie de l’explosion mais des « échos lumineux » qui sont provoqués lorsque le rayonnement X provenant de l’événement et se dirigeant vers nous se disperse sur des grains microscopiques suspendus dans des nuages de poussière à l’intérieur de notre propre galaxie.
GRB 221009A sera le sursaut gamma le mieux étudié de l'histoire
Andrea Tiengo
"C'est de loin le meilleur ensemble d'anneaux observé autour d'un sursaut gamma, en partie grâce à sa luminosité en rayons X et à sa proximité avec le plan galactique", explique l'astronome de Leicester. Andrew Beardmore, qui travaille sur la mission Swift.
Beardmore affirme que l'analyse des anneaux permettra aux scientifiques d'étudier la nature des grains de poussière interstellaire et même de sonder l'emplacement des nuages de poussière de la Voie lactée où ils résident. « Parce que [les anneaux] sont si brillants, la distance jusqu'aux couches de poussière qui en sont responsables sera probablement connue avec une grande précision. Cela en fait une mesure tout à fait unique », ajoute-t-il.
Pourquoi les sursauts gamma sont-ils si intéressants ?
En effet, cette mesure est quelque chose qui Andrea Tiengo de la Scuola Universitaria Superiore IUSS di Pavia, en Italie, et des collègues y ont déjà travaillé. «Nous avons comparé nos mesures avec les distances dérivées d'autres méthodes et nous confirmons qu'elles sont compatibles», précise-t-il. "Mais nous détectons davantage de nuages sur une plus grande distance et déterminons leur distance avec une plus grande précision."
La poussière responsable des anneaux a également diffusé un type particulier de rayons X dès les premiers stades de l’explosion. Ces rayons X dits « mous » – avec des énergies comprises entre 0.3 et 10 keV – ne sont généralement pas émis vers nous lors de ces événements, mais ils peuvent être étudiés pour obtenir des détails sur l'étoile qui a formé le sursaut gamma.
"Étant donné que GRB 221009A sera le sursaut gamma le mieux étudié de l'histoire, il s'agit d'une information fondamentale qui autrement manquerait et elle nous aidera certainement à mieux comprendre la physique des explosions les plus puissantes de l'univers, » dit Tiengo.
