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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 . . .

01 - Ain

Du 30  août au 13 septembre

CONCERTS
"LES MUSICALES DU PARC DES OISEAUX"

Des artistes engagés en faveur de la protection de l’environnement et des musiciens de légende viendront fêter les 50 ans du Parc des Oiseaux.
Paul Personne - Zazie - Paolo Comte - Daniel Guichard - Vitaa & Slimane - The Dire Straits Expérience - Ibrahim Maalouf - Maxime Le Forestier - Yannick Noah - Louis Bertignac - Gauvin Sers - La Rue Ketanou.

Parc des Oiseaux
01330 Villars Les Dombes
04 74 98 05 54
www.parcdesoiseaux.com


09 - Ariège

Le 15 février

"FABRIQUE TA FLÈCHE ET TON PROPULSEUR ! "

Au coin du feu, vous vous transformerez en chasseur préhistorique ! Vous fabriquerezune flèche et un propulseur en bois avec les moyens disponibles au néolithique… Le tout se terminera par un bon goûter de chez nous !
Le samedi 15 février 2020 de 14h à 17h30. Sur inscription. 8,50 €/adulte – 7 €/enfant.

Au Pays des Traces
Ferme de Miguet
09190 Saint-Lizier    
05 61 66 47 98
www.paysdestraces.fr


Le 22 février

BALLADE EN RAQUETTE
"À LA DÉCOUVERTE DES TRACES DANS LA NEIGE..."

Venez découvrir la neige autrement. Vous apprendrez à lire la neige, à fabriquer un abri, à allumer un feu dans la neige ou interpréter des traces sur la neige...(Pique-nique tiré du sac).
Le samedi 22 février de 10h à 17h30. Sur inscription. 30 €/adulte & 25 €/enfant à partir de 12 ans. Location de raquettes : 5 €/personne.

Au Pays des Traces
Ferme de Miguet
09190 Saint-Lizier    
05 61 66 47 98
www.paysdestraces.fr


11 - Aude

Le 26 janvier

"L'UNIVERS DES POTIERS"

Plongez dans l'univers des potiers lors d'une visite guidée au musée. Tarif : 5 € / 3 €

Amphoralis
Allée des potiers
11590 Sallèles d’Aude
04 68 46 89 48
www.amphoralis.com


13 - Bouches du Rhône

Du 11 au 19 juin

BALADES EN MER
CONGRÈS MONDIAL DE LA NATURE DE L’UICN

Lors de ce rendez vous, des balades en mer à bord de l'Hélios, la seule vedette à passagers hybride de la compagnie Marseillaise ICARD MARITME, seront organisées par : Le parc National de la Côte Bleue : 10 juin - Le conservatoire du littoral : 11 & 16 juin - Le parc National des Calanques : 15 & 20 juin.

1 quai Marcel Pagnol
13007 Marseille
04 91 330 329
www.iucncongress2020


22 - Côtes d'Armor

Du 15 décembre au 15 mars

EXPOSITION
"FRONDAISONS"
La fabrique d’un maquis de l’Argoat

Le pôle de l'Étang-Neuf présente l'oeuvre de Sophie Zénon, "Frondaisons", la fabrique de l'image d'un maquis de l'Argoat, une exposition de photographies et de vidéos.

Pôle de l'Étang-Neuf
22480 Saint-Connan
02 96 47 17 66
www.etangneufbretagne.com


25 - Doubs

Du 15 février au 3 mai 2020

EXPOSITION
"GEORGES FESSY ET LA PHOTOGRAPHIE"

Exposition en coproduction avec le Familistère de Guise. Georges Fessy et la photographie est une rétrospective présentée à travers plus d’une centaine de photographies qui traduit la diversité d’une vie de photographe : paysages, portraits, natures mortes, objets d’art, vues d’architectures.

Saline royale
Grande Rue
25610 Arc et Senans
www.salineroyale.com


30 - Gard

Jusqu'au 8 mars

EXPOSITION
« FEU », l’expo brûlante de la rentrée au Pont du Gard

FEU conçue par Universcience qui propose d’explorer la thématique de la maîtrise du feu par l’humain. Accessible dès 9 ans, cette exposition rassemble des installations audiovisuelles, des dispositifs multimédia et des expériences interactives ainsi que de nombreux objets visant à enrichir la connaissance des visiteurs et à déconstruire les idées reçues.

Site du Pont du Gard
La Bégude
400 route du Pont du Gard
30210 Vers-Pont-du-Gard
04 66 37 50 99
www.pontdugard.fr


34 - Hérault

Jusqu'au 23 février

EXPOSITION
"Ensor, Magritte, Alechinsky..."

L'exposition invite à un cheminement sensible sur les sentiers de l'art Belge à travers une sélection de chefsd’oeuvre des collections du Musée d'Ixelles (Bruxelles).

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


39 - Jura

Du 20 janvier au 2 avril

ATELIERS
"L’ŒIL ET LA MAIN"

Le Musée de la Lunette organise  une visite de l’exposition temporaire « Les lunettes en voient de toutes les couleurs ». Les enfants découvriront l’utilisation de la couleur en lunetterie, ses principes et surtout son design inspirant ! Ils participeront par la suite à un atelier artistique animé par l’une de nos artistes plasticiennes. Cet atelier est à destination des scolaires, de la maternelle au collège.

Musée de la Lunette
Place Jean Jaurès
39400 Morez - Hauts de Bienne
03 84 33 39 30
www.musee-lunette.fr


63 - Puy-de-Dôme

Janvier et février

"CLASSE NEIGE A PETITS PRIX"

Au Centre des Volcans propose un passeport Évasion Glacée à petits prix pour les derniers créneaux disponibles en janvier et février 2020.Venez découvrir les volcans sous la neige...

Au Centre des Volcans
Rue du Frère Genestier
63230 Pontgibaud
04 73 68 18 18 / 06 21 30 79 36
www.au-centre-des-volcans.fr


De janvier à mars

SEJOURS SCOLAIRES
"LES 4 ÉLÉMENTS" et "L'AUVERGNE DES NEIGES"

Des tarifs imbattables sur les séjours scolaires pour les mois de janvier, février et mars 2020 ! Séjours à réserver rapidement.

.Au Centre des Volcans
Rue du Frère Genestier
63230 Pontgibaud
04 73 68 18 18 / 06 21 30 79 36
www.au-centre-des-volcans.fr


65 - Hautes-Pyrénées

Le 15 février

EXPÉDITION SOUTERRAINE
"GRAVER ET PEINDRE DANS UNE GROTTE"

Aller au fond d’une grotte pour peindre ou graver n’est pas une chose anodine ! Évoluer sur un sol accidenté, marcher, ramper ou encore escalader des parois dans l’obscurité et l’humidité montre que nos ancêtres prenaient des risques insensés ! Venez vivre un parcours initiatique dans la préhistoire. Réservation obligatoire. A partir de 8 ans.

Grottes préhistoriques de Gargas/Nestplori@
Route départementale 261
65660 Aventignan
https://grottesdegargas.fr


81 - Tarn

Jusqu'au 2 février

EXPOSITION
"PRESQUE"

Emmanuelle Pernet nous présente cette année, au travers d’une vingtaine de des-sins et d’une installation, son travail sur le mouvement et la persistance rétinienne.

Muséum d’histoire naturelle Philadelphe-Thomas
2 place Philadelphe Thomas
81600 Gaillac
05 63 57 36 31
www.ville-gaillac.fr


88 - Vosges

Du 21 au 23 février

SALON DES ANTIQUAIRES ET DE LA BROCANTE VOSGIENNE

35ème salon des antiquaires au Centre des Congrès à Épinal. 70 exposants venant de toute la France seront présents à cette occasion, venez chiner la lampe qui manque à votre salon !

Office de Tourisme
6 place Saint-Goëry
88000 Epinal
03 29 82 53 32
www.tourisme-epinal.com

Lieux:

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