Kilonova : les crashs d'étoiles mortes peuvent déclencher de mystérieuses explosions cosmiques

Ces images prises par le télescope spatial Hubble de la NASA révèlent un nouveau type d'explosion stellaire produite par la fusion de deux objets compacts : soit deux étoiles à neutrons, soit une étoile à neutrons et un trou noir. La galaxie au centre de l'image de gauche a produit le sursaut gamma, dont les effets persistants étaient visibles le 13 juin mais s'étaient estompés le 3 juillet. (Crédit image : NASA, ESA, N. Tanvir (Université de Leicester) et A. Fruchter, Z. Levay (Space Telescope Science Institute), A. Levan (Université de Warwick))



Les crashs cataclysmiques impliquant des trous noirs et des étoiles à neutrons ultradenses pourraient expliquer la plus brève des explosions les plus puissantes de l'univers, selon les scientifiques.



Les scientifiques de la NASA appellent le nouveau type de collision et de conflagration cosmique courte mais intense une « kilonova », une explosion si puissante qu'elle est 1 000 fois plus puissante qu'une explosion d'étoile typique, appelée nova. De tels événements ont longtemps été prédits par les astronomes, mais jamais vus jusqu'à présent, ont déclaré les chercheurs. La découverte pourrait faire la lumière sur l'origine d'éléments lourds tels que l'or et le platine, ont-ils ajouté.

Les sursauts gamma sont les sursauts les plus intenses jamais détectés, dégageant autant d'énergie en un instant que notre soleil rayonnera pendant toute sa durée de vie de 10 milliards d'années. Un sursaut proche dirigé vers la Terre pourrait facilement provoquer un extinction de masse , disent les chercheurs. [ Voir plus de photos de l'explosion de rayons gamma 'kilonova' ]



Il existe deux types de sursauts gamma : ceux qui durent plus de deux secondes, et les moins courants, qui durent environ deux secondes ou moins.

Les scientifiques ont suggéré que ces brefs sursauts gamma pourraient être causés par des fusions cataclysmiques de corps cosmiques incroyablement denses - soit deux étoiles à neutrons (les minuscules restes d'étoiles explosées) ou une étoile à neutrons et un trou noir. Cependant, ils manquaient de preuves jusqu'à présent.

L'astronome Nial Tanvir de l'Université de Leicester en Angleterre et ses collègues ont analysé le court sursaut gamma GRB 130603B, qui a explosé à environ 4 milliards d'années-lumière le 3 juin. Le satellite Swift de la NASA l'a mesuré pendant 0,18 seconde, tandis que le vaisseau spatial Wind de la NASA déterminé qu'il n'a duré que 0,09 seconde.



Les fusions de corps cosmiques denses qui sont censés provoquer de courts sursauts de rayons gamma peuvent également exploser un gaz riche en neutrons qui génère rapidement des éléments lourds tels que l'or et le platine, selon les scientifiques. Ces éléments du «processus r» peuvent subir une désintégration radioactive et libérer une énorme quantité d'énergie - environ 1 000 fois celle dégagée par les explosions stellaires telles que les novas. Ces événements puissants sont donc connus sous le nom de « kilonovas » (« kilo » signifie « mille » en grec).

Cette séquence illustre un modèle pour la formation d

Cette séquence illustre un modèle pour la formation d'un sursaut gamma de courte durée pour devenir une puissante explosion de kilonova. Ici, deux étoiles à neutrons s'encerclent et finissent par entrer en collision pour expulser des matières hautement radioactives. Ce matériau se réchauffe et se dilate, émettant un éclat de lumière appelé kilonova. Un sursaut gamma qui l'accompagne ne dure qu'un dixième de seconde, mais est 100 milliards de fois plus lumineux que le flash kilonova. Image publiée le 3 août 2013.(Crédit image : NASA, ESA et A. Field (STScI))



Le télescope spatial Hubble de la NASA a révélé que la rémanence dans le proche infrarouge qui accompagnait GRB 130603B était celle que l'on attend d'une kilonova. C'est une preuve irréfutable qu'une fusion explosive a causé le sursaut de rayons gamma, a déclaré Tanvir à demokratija.eu.

'Ce n'est que le premier exemple, et nous devrons rechercher et étudier d'autres pour en être complètement sûr, mais cela semble certainement juste', a déclaré Tanvir.

On ne sait toujours pas quel type de fusion a causé ce sursaut de kilonova et de rayons gamma. Les prédictions théoriques de ces fusions et le comportement des kilonovas 'ont encore de nombreuses incertitudes, il est donc trop tôt pour essayer de distinguer ces possibilités', a déclaré Tanvir.

À l'avenir, les chercheurs visent à trouver d'autres exemples de kilonovas accompagnant de courts sursauts gamma. Tanvir a ajouté que les futures recherches sur les kilonovas pourraient faire la lumière sur l'origine des éléments du processus r.

'Les éléments du processus r sont des éléments lourds dont nous avons longtemps été incertains sur l'origine', a déclaré Tanvir. «Elles ne sont pas produites dans les étoiles normales et les astronomes ont généralement supposé qu'elles devaient être créées dans des supernovae. Cependant, les calculs suggèrent que les supernovae peuvent ne pas être douées pour créer ces éléments, il est donc possible que les kilonovae provenant de la fusion d'objets compacts soient la principale voie dans l'univers pour produire ces éléments.

Les scientifiques ont détaillé leurs découvertes en ligne le 3 août dans la revue Nature.

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