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Sursaut gamma : l'énergie la plus haute jamais détectée dans l'Univers
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Sursaut gamma : l'énergie la plus haute jamais détectée dans l'Univers

Mercredi 20 novembre 2019, pas moins de trois articles publiés dans la revue Nature et dans The Astrophysical Journal nous apprenaient que deux sursauts gammas ayant battu tous les records d'énergie ont été respectivement détectés en 2018 et en 2019 par le Fermi Gamma-ray Space Telescope et le Neil Gehrels Swift Observatory. "C'est la première fois que des sursauts gamma à de telles énergies sont détectés depuis le sol terrestre", explique à Sciences et Avenir Mathieu de Naurois, astronome au Laboratoire Leprince Ringuet et membre de l'équipe qui a pu observer en juillet 2018, à l'aide du télescope géant de 28 mètres du réseau H.E.S.S. en Namibie, l'un de ces flashs énergétiques.

Les sursauts gamma, jets de photons survenant durant quelques secondes, sont les phénomènes les plus énergétiques de l'Univers. Correspondant à des explosions cosmiques d'une violence inouïe, ils émettent autant d'énergie que le Soleil lui-même durant toute sa vie, estimée à dix milliards d'années ! Mais leur existence, découverte par hasard dans les années 1960 par l'armée américaine soucieuse de voir le traité d'interdiction des essais nucléaires dans l'atmosphère respecté, pose encore à ce jour de nombreuses questions. C'est pourquoi au cours de la dernière décennie s'est mis en place tout un réseau d'alerte satellitaire destiné à avertir les astronomes du monde entier de l'arrivée de l'une de ces bouffées de rayon gamma. Ainsi, les télescopes au sol et en orbite peuvent alors être braqués sur eux.

L’origine supposée de ces sursauts

Depuis la fin des années 1990, nous savons que ces phénomènes surviennent à des distances cosmologiques de notre Système solaire, et non pas à proximité de nous comme nous avions pu le supposer peu de temps après leur découverte. Le plus lointain sursaut gamma jamais détecté aurait d'ailleurs eu lieu à environ 12,8 milliards d'années-lumière. Une distance étourdissante.

Au fil du temps, l'origine de ces flashs a été attribuée à deux phénomènes distincts, différentiables en fonction de leur durée. Ont ainsi été mis d'un côté les sursauts gamma brefs, de l'ordre de quelques secondes, que l'on relie désormais à la fusion d'étoiles à neutrons. Le 17 août 2017, l'observation de la fusion de deux étoiles de ce type a d'ailleurs renforcé l'hypothèse selon laquelle un tel événement pourrait générer ces fameux sursauts. De l'autre les sursauts plus longs, "pouvant durer parfois plusieurs minutes", selon Mathieu de Naurois, et qui pourraient provenir de supernovae super-lumineuses, soit l'effondrement sur elles-mêmes d'étoiles très massives. Tandis que le cœur de l'étoile finit directement en trou noir en rotation rapide, le gaz environnant forme, lui, un disque d'accrétion autour du trou. Dans ce grand déchaînement, des jets de plasma se retrouvent alors expulsés de part et d'autre du trou. En entrant dans la matière interstellaire, ces jets chargés de particules accélérées forment enfin une onde de choc à l'origine de ces nombreux photons gamma.

Une émission observable des heures après le sursaut initial

"Le sursaut GRB 180720B a été très intense et a duré environ 50 secondes, une durée relativement élevée indiquant probablement la mort d'une étoile massive", peut-on lire dans le communiqué mis en ligne sur le site de l'ESA (Agence spatiale européenne). Mais au moment précis de l'alerte, impossible pour le réseau de télescopes H.E.S.S d'observer la position du sursaut gamma : "En Namibie, c'était la pleine journée", confie Mathieu de Naurois. "Nous avons dû attendre que la nuit tombe, soit environ dix heures, avant de pouvoir regarder dans sa direction. Malgré tout, nous avions l'espoir de détecter une éventuelle émission durant la phase rémanente du sursaut." Autrement dit, cette période post-flash durant laquelle la "signature" du cataclysme pouvait rester éventuellement visible.

"Les données collectées durant deux heures, entre 10 et 12 heures après le sursaut, ont mis en évidence une nouvelle source d'émission gamma, ponctuelle, et coïncidant avec le sursaut. Si la détection d'émissions gamma de très haute énergie en provenance d'un sursaut était largement anticipée, le fait que cette émission se prolonge des heures après le sursaut, pendant la phase rémanente, a constitué une véritable surprise." De quoi démontrer pour la première fois que des particules accélérées à des énergies extrêmes sont bien présentes dans les sursauts gamma, mais aussi que ces particules existent encore, voire sont créées, bien longtemps après le sursaut initial !

Pour Quentin Piel, doctorant au Laboratoire de Physique des Particules d'Annecy ayant participé à l'analyse des données, cette détection "et les leçons qui en ont été tirées" ont déjà parmi l'amélioration des observations. "Dans le futur, nous nous attendons à la détection d'un grand nombre de sursauts gamma à très haute énergie, et à une compréhension bien plus fine de ce phénomène."
 

Source : Science et Avenir
Crédit : NASA

Une vue d'artiste d'artiste d'un cataclysme cosmique à l'origine d'un rayonnement gamma de très haute énergie.

Sursaut gamma : l'énergie la plus haute jamais détectée dans l'Univers Actualités

Sursaut gamma : l'énergie la plus haute jamais détectée dans l'Univers

Mercredi 20 novembre 2019, pas moins de trois articles publiés dans la revue Nature et dans The Astrophysical Journal nous apprenaient que deux sursauts gammas ayant battu tous les records d'énergie ont été respectivement détectés en 2018 et en 2019 par le Fermi Gamma-ray Space Telescope et le Neil Gehrels Swift Observatory. "C'est la première fois que des sursauts gamma à de telles énergies sont détectés depuis le sol terrestre", explique à Sciences et Avenir Mathieu de Naurois, astronome au Laboratoire Leprince Ringuet et membre de l'équipe qui a pu observer en juillet 2018, à l'aide du télescope géant de 28 mètres du réseau H.E.S.S. en Namibie, l'un de ces flashs énergétiques.

Les sursauts gamma, jets de photons survenant durant quelques secondes, sont les phénomènes les plus énergétiques de l'Univers. Correspondant à des explosions cosmiques d'une violence inouïe, ils émettent autant d'énergie que le Soleil lui-même durant toute sa vie, estimée à dix milliards d'années ! Mais leur existence, découverte par hasard dans les années 1960 par l'armée américaine soucieuse de voir le traité d'interdiction des essais nucléaires dans l'atmosphère respecté, pose encore à ce jour de nombreuses questions. C'est pourquoi au cours de la dernière décennie s'est mis en place tout un réseau d'alerte satellitaire destiné à avertir les astronomes du monde entier de l'arrivée de l'une de ces bouffées de rayon gamma. Ainsi, les télescopes au sol et en orbite peuvent alors être braqués sur eux.

L’origine supposée de ces sursauts

Depuis la fin des années 1990, nous savons que ces phénomènes surviennent à des distances cosmologiques de notre Système solaire, et non pas à proximité de nous comme nous avions pu le supposer peu de temps après leur découverte. Le plus lointain sursaut gamma jamais détecté aurait d'ailleurs eu lieu à environ 12,8 milliards d'années-lumière. Une distance étourdissante.

Au fil du temps, l'origine de ces flashs a été attribuée à deux phénomènes distincts, différentiables en fonction de leur durée. Ont ainsi été mis d'un côté les sursauts gamma brefs, de l'ordre de quelques secondes, que l'on relie désormais à la fusion d'étoiles à neutrons. Le 17 août 2017, l'observation de la fusion de deux étoiles de ce type a d'ailleurs renforcé l'hypothèse selon laquelle un tel événement pourrait générer ces fameux sursauts. De l'autre les sursauts plus longs, "pouvant durer parfois plusieurs minutes", selon Mathieu de Naurois, et qui pourraient provenir de supernovae super-lumineuses, soit l'effondrement sur elles-mêmes d'étoiles très massives. Tandis que le cœur de l'étoile finit directement en trou noir en rotation rapide, le gaz environnant forme, lui, un disque d'accrétion autour du trou. Dans ce grand déchaînement, des jets de plasma se retrouvent alors expulsés de part et d'autre du trou. En entrant dans la matière interstellaire, ces jets chargés de particules accélérées forment enfin une onde de choc à l'origine de ces nombreux photons gamma.

Une émission observable des heures après le sursaut initial

"Le sursaut GRB 180720B a été très intense et a duré environ 50 secondes, une durée relativement élevée indiquant probablement la mort d'une étoile massive", peut-on lire dans le communiqué mis en ligne sur le site de l'ESA (Agence spatiale européenne). Mais au moment précis de l'alerte, impossible pour le réseau de télescopes H.E.S.S d'observer la position du sursaut gamma : "En Namibie, c'était la pleine journée", confie Mathieu de Naurois. "Nous avons dû attendre que la nuit tombe, soit environ dix heures, avant de pouvoir regarder dans sa direction. Malgré tout, nous avions l'espoir de détecter une éventuelle émission durant la phase rémanente du sursaut." Autrement dit, cette période post-flash durant laquelle la "signature" du cataclysme pouvait rester éventuellement visible.

"Les données collectées durant deux heures, entre 10 et 12 heures après le sursaut, ont mis en évidence une nouvelle source d'émission gamma, ponctuelle, et coïncidant avec le sursaut. Si la détection d'émissions gamma de très haute énergie en provenance d'un sursaut était largement anticipée, le fait que cette émission se prolonge des heures après le sursaut, pendant la phase rémanente, a constitué une véritable surprise." De quoi démontrer pour la première fois que des particules accélérées à des énergies extrêmes sont bien présentes dans les sursauts gamma, mais aussi que ces particules existent encore, voire sont créées, bien longtemps après le sursaut initial !

Pour Quentin Piel, doctorant au Laboratoire de Physique des Particules d'Annecy ayant participé à l'analyse des données, cette détection "et les leçons qui en ont été tirées" ont déjà parmi l'amélioration des observations. "Dans le futur, nous nous attendons à la détection d'un grand nombre de sursauts gamma à très haute énergie, et à une compréhension bien plus fine de ce phénomène."
 

Source : Science et Avenir
Crédit : NASA

Une vue d'artiste d'artiste d'un cataclysme cosmique à l'origine d'un rayonnement gamma de très haute énergie.

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .


34 - Hérault

Jusqu'au 27 mars 2022

EXPOSITION
"JEAN-FRANCIS AUBURTIN, UN ÂGE D'OR"

Jean-Francis Auburtin (1866-1930) s’inscrit dans la longue procession des peintres sur le motif : Delacroix, Courbet, Boudin, Jongkind, Monet...
En une centaine d'œuvres, le Musée de Lodève propose une rétrospective de ce peintre à redécouvrir.

Musée de Lodève
Square George Auric
34700 Lodève
04 67 88 86 10
www.museedelodeve.fr


39 - Jura

Jusqu'au 15 mars

EXPOSITION
"FRONTIÈRES DE SEL"

Reproductions d’objets, contenus numériques, vidéos et extraits sonores, archives inédites vous dévoileront tous les secrets du commerce du sel.
Une part belle sera également faite aux métiers de la restauration et du patrimoine avec la présentation en timelapse du travail de l’atelier Lythos, qui a réalisé un fac-similé de la borne destiné à être replacé sur le lieu de découverte à Montigny-les-Arsures.

La Grande Saline
3 place des salines
39110 Salins-les-Bains
03 84 73 10 92
www.salinesdesalins.com


71 - Saône et Loire

Le 16 février

ATELIERS
"BRICO RECUP"

Réutiliser, récupérer, créer, s’amuser… Voilà le programme de notre atelier récup’ où nous transformerons rouleaux de papier toilette, boîtes à œufs et bouteilles plastique en petits animaux et autres petits bricolages rigolos à emporter à la maison. A partir de 6 ans. De 14 h à 16 h .

Centre EDEN
26 rue de l’Eglise
71290 Cuisery
03 85 27 08 00
www.centre-eden71.fr


Le 23 février

ATELIERS
"NICHOIRS ET CIE"

Présentation de nichoirs, conseil sur leur fabrication et leur installation. Assemblage d’un modèle en salle (choix à faire parmi 3 références). Tout public, enfants à partir de 9 ans. Dd 14 h à 16 h 30.

Centre EDEN
26 rue de l’Eglise
71290 Cuisery
03 85 27 08 00
www.centre-eden71.fr


88 - Vosges

Du 5 février au 18 septembre  

EXPOSITION
"POSADA, GENIE DE LA GRAVURE"

Cette exposition, première rétrospective en France de l’œuvre de José Guadalupe Posada (1852-1913) nous permet d’admirer l’inventivité et la dextérité d’un des grands maîtres de la gravure internationale qui a délaissé une carrière toute tracée pour mettre son talent au service de la presse populaire : illustrations de faits divers, contes, chansons... et les fameuses Calaveras.

Musée de l'Image
42 quai de Dogneville
88000 Épinal
03 29 81 48 30
https://museedelimage.fr

Lieux:

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