Le télescope à rayons X de Swift a capturé cette image du GRB050509b intégré dans l'émission de rayons X diffus associée à l'amas de galaxies. Crédit d'image: NASA. Cliquez pour agrandir.
Il y a deux milliards d'années et 25 jours, un événement destiné à être un tournant dans la communauté astronomique s'est déroulé dans une galaxie lointaine? une explosion de rayons gamma qui ne dure qu'un trentième de seconde. L'observatoire Swift, qui porte bien son nom, a "vu" les gammas avec son instrument Burst Alert Telescope (BAT), a approximativement déterminé d'où ils venaient et a tourné ses télescopes à rayons X et UV. Le GCN international (GRB Coordinates Network) s'est illuminé avec des avis d'observatoires du monde entier (et dans l'espace), rapportant ce qu'ils avaient trouvé lorsqu'ils y avaient regardé. Les données provenaient de la Namibie, des Canaries, du continent américain, du Chili, de l'Inde, des Pays-Bas et surtout d'Hawaï. Les plus grands télescopes optiques du monde, le VLT, les Kecks, Gemini, Subaru, sont tous passés à l'action; le spectre électromagnétique était couvert des gammas à très haute énergie à la radio.
Et tout pour quoi? Quelques dizaines de rayons gamma plus une douzaine de rayons X? Les astronomes savent depuis plus d'une décennie que les sursauts gamma (GRB) se présentent sous deux formes différentes:? Longue-douce? et "court-dur". GRB050509b était court-dur. Il a duré environ 30 ms, son spectre gamma en avait plus? Dur? gammas que? doux? et c'était la première fois qu'une rémanence de rayons X était détectée.
Les astronomes recherchent désespérément des rémanences depuis des années. Il s'agit des rayons X, UV, optiques, infrarouges et radio diffusés depuis le site du GRB, après la fin du rayonnement gamma. Parce que nous pouvons identifier la source de ceux-ci plus précisément que les GRB eux-mêmes, la recherche de rémanences est la première étape pour déterminer ce qu'ils sont.
Avant GRB050509b, les astronomes se penchaient vers la théorie selon laquelle les GRB longs et mous sont des supernovae d'effondrement de noyau (collapsars). Bien qu'il y ait eu des dizaines d'articles théoriques publiés sur ce que pourraient être les GRB courts et durs, seuls trois scénarios semblaient correspondre aux données des rayons gamma? la fusion (ou collision) d'une étoile à neutrons avec une autre (ou un trou noir), une fusée géante provenant d'un magnétar (un «tremblement d'étoile» dans une étoile à neutrons intensément magnétique), ou une certaine variation sur le thème du collapsar.
Maintenant, le premier de ce qui sera probablement des centaines d'articles sur GRB050509b a été soumis pour publication. Les 28 auteurs concluent qu '«il existe désormais un support observationnel pour l'hypothèse que des salves courtes et dures surviennent lors de la fusion d'un binaire compact (deux étoiles à neutrons, ou une étoile à neutrons et un trou noir)».
La clé des chercheurs? conclusion est la «localisation» de la rémanence des rayons X.
Le télescope à rayons X de Swift a détecté des rayons X provenant de la même région du ciel que les gammas; après quelques recherches pour lier la position apparente des rayons X aux astronomes? système de coordonnées (RA et Dec), l'équipe Swift XRT a déterminé que la rémanence provenait d'un cercle d'environ 15 "(secondes d'arc) de diamètre, dont le centre est à environ 10" du cœur d'une galaxie elliptique (qui porte désormais le nom mémorable G1 ), elle-même membre d'un riche amas de galaxies baignées de rayons X. Comment savaient-ils que c'était une rémanence? Parce qu'il s'est estompé; la lueur diffuse des rayons X des grappes ne fait pas cela.
Et malgré un examen très attentif, aucune autre rémanence électromagnétique n'a été détectée.
Alors maintenant, nos 28 astronomes ont dû déterminer si la banlieue de G1 est l'endroit où la stardeath s'est produite, ou ailleurs; qu'est-ce que l '«hôte», en astronome.
L'astronomie moderne fait un usage intensif des statistiques; pour être sûr qu'ils n'ont pas de coup de chance, les chercheurs veulent généralement beaucoup, beaucoup d'exemples. Dans ce cas, les seules statistiques que les auteurs de l'article pourraient faire sont un calcul? quelle est la probabilité qu'un GRB court-dur (en supposant qu'il s'agit d'événements stardeath) se produirait? une galaxie elliptique, dans un amas riche, juste par hasard? Beaucoup différents? Quelle est la probabilité? des questions ont été posées; dans tous les cas, les réponses sont «peu probables». Cependant, personne n'écarte la malchance.
Nos chercheurs pourraient maintenant se tourner vers les différents modèles théoriques de GRB courts et durs, et de rémanences de GRB, pour voir dans quelle mesure les données d'observation correspondent aux attentes théoriques, en supposant que le GRB a explosé en G1.
La bonne nouvelle (# 1) est que les données de rémanence correspondent bien: les GRB courts-durs libèrent beaucoup moins d'énergie (gamma) que les longs-doux (donc les rémanences des GRB courts-durs devraient être plus faibles; l'énergie gamma est un indicateur de l'énergie utilisée pour alimenter la rémanence). Mieux encore, puisque ce que les débris éclatés écrasent détermine la luminosité de la rémanence, la faible rémanence GRB050509b est exactement ce que vous attendez si cela se produit dans le gaz raréfié du milieu interstellaire d'un elliptique (les reflets collapsars sont brillants en partie) parce qu'ils se produisent dans les restes désordonnés des nuages de poussière de gaz dont ils sont nés quelques millions d'années plus tôt).
La deuxième bonne nouvelle est qu'aucune trace de formation récente d'étoiles n'a pu être trouvée dans G1, excluant ainsi à peu près un effondrement en tant que progéniteur. Pourquoi? Parce que les collapsars sont de très jeunes stars, et ne peuvent donc pas s'être éloignés de leur lieu de naissance avant leur mort. De plus, les débris de même la supernova collapsar la plus vicieuse auraient été visibles, plusieurs jours après.
Qu'en est-il d'une fusée géante d'un magnétar? Cela ne peut pas être fortement exclu pour GRB050509b, mais un magnétar dans une galaxie comme G1 n'est pas très probable, et GRB050509b était mille fois plus lumineux que la fusée magnétar la plus forte que nous ayons vue à ce jour.
Cela laisse la fusion d'un binaire d'étoile à neutrons (ou binaire NS-BH). Où trouverions-nous un tel binaire, juste prêt à fusionner? Ils pourraient certainement être trouvés dans la banlieue des galaxies spirales, ou dans des amas globulaires, mais les galaxies elliptiques géantes comme G1 sont surtout là où.
Donc, l'affaire est close? Pas assez. "D'autres modèles de progéniteurs sont encore viables, et des rafales supplémentaires rapidement localisées de la mission Swift aideront sans aucun doute à clarifier davantage l'image des progéniteurs."
Le GRB050509b pourrait-il être un stardeath dans une galaxie beaucoup plus éloignée? Peut-être l'une des douzaines de taches floues (un amas de galaxies beaucoup plus éloignées? De tels alignements fortuits sont très courants) dans ou près de la rémanence des rayons X? Peut-être que cela sera discuté dans les prochains articles sur GRB050509b.
Source d'origine: http://arxiv.org/abs/astro-ph/0505480
