Mauvaise astronomie | Un long sursaut gamma ressemblait à un court

Les sursauts gamma, ou GRB, sont à peu près les explosions ultimes : des libérations catastrophiques d’énergie qui peuvent être très nombreuses. des milliards fois plus lumineux que le soleil. Ils explosent avec une telle force qu’on peut en voir clairement à travers l’univers observable !

Ils peuvent être divisés en deux catégories : les GRB courts, qui durent de quelques millisecondes à quelques secondes, et les GRB longs, qui peuvent durer plusieurs minutes. Au fil des ans, nous avons appris que les GRB courts sont causés lorsque deux étoiles à neutrons super denses entrent en collision et s’effondrent dans un trou noir, émettant une impulsion énorme mais extrêmement courte de rayonnement à haute énergie. Un GRB long se produit lorsque, à la fin de sa vie, le cœur d’une étoile massive s’effondre et forme un trou noir ; dans certaines conditions, l’effondrement lance une paire de rayons mortels, écrasant les faisceaux d’énergie qui sortent de l’étoile, créant les rayons gamma à haute énergie que nous voyons. Peu de temps après, l’étoile elle-même explose, créant une supernova.

Il y a une blague parmi les chercheurs du GRB : si vous avez vu un GRB, vous avez vu un GRB. Ils sont tous si différents qu’il peut être difficile de les catégoriser et de comprendre les détails de l’explosion. Mais en général, la répartition entre long et court est assez bonne.

Quoi que ce soit utilisé pour être, jusqu’au 26 août 2020. Ce jour-là, l’observatoire de rayons gamma Fermi de la NASA a découvert un GRB qui a duré environ une demi-seconde. Alors c’est court, non ? Oui, pas si vite – littéralement. Bien qu’il ait été de courte durée, toutes les autres caractéristiques indiquaient qu’il s’agissait d’un long GRB !

Ça s’appelle GRB 200826A, et c’est arrivé dans une galaxie à plus de six milliards d’années-lumière de la nôtre : à mi-chemin de l’univers observable. Les détecteurs de rayons gamma de Fermi ont montré qu’il fallait moins d’une seconde dans le cadre de la galaxie*. Une alarme automatique a été envoyée et d’autres télescopes sont entrés en action pour observer l’explosion. Et immédiatement ils ont commencé à trouver des choses bizarres à ce sujet [link to paper].

Lorsque les étoiles à neutrons entrent en collision et forment un court GRB, les rayons gamma ont une énergie très élevée – ce que nous appelons les rayons gamma durs. Celui-ci émettait des rayons gamma, mais ils étaient moins énergétiques, plus doux, que la normale pour une courte rafale, plus comme prévu pour une longue rafale. La plupart des GRB courts s’estompent très rapidement, mais avec le temps, les astronomes ont mesuré la lumière provenant de GRB 200826A et ont vu la lumière s’estomper beaucoup plus comme une longue rafale, et ont en fait vu une bosse dans l’émission, une augmentation de la lumière émise, environ 12 jours après l’explosion, encore une fois beaucoup plus comme un événement de supernova qu’une fusion d’étoiles à neutrons.

Alors qu’est-ce qui donne ?

L’intensité d’un sursaut gamma provient de la formation du jet de matière et d’énergie éjecté de la formation du trou noir. Lorsque cela se produit dans un noyau stellaire qui s’effondre, les jets doivent lutter contre la matière entrante, qui a une masse de plusieurs octillion tonnes. Tellement de. Dans de nombreux cas, il y a une telle quantité de puissance dans les barres qu’elles peuvent se frayer un chemin et créer le long GRB.

Ce que les astronomes pensent qu’il s’est passé dans ce cas, c’est que la balance a plutôt basculé en faveur de l’effondrement du noyau. Cela a tellement éteint les jets qu’au moment où ils ont mangé leur chemin, il n’y avait presque plus de punch en eux, et ils ont grincé un peu au lieu de rugir, une fraction de leur durée habituelle.

Si cela est vrai et que cela y ressemble vraiment, alors il est probable que certains des GRB classés comme courts soient en fait grands, simplement déguisés en petits. Dans ce cas, malgré sa distance de 6,6 milliards d’années-lumière, GRB 200826A est en fait considéré comme assez proche ; la plupart sont beaucoup plus éloignés, donc ils sont encore plus faibles et plus difficiles à étudier. Cela rend plus difficile de savoir combien sont déguisés. Ils ne durent pas très longtemps, il est donc difficile d’obtenir des observations répétées vraiment profondes.

Mais tout cela cadre assez bien avec l’attitude générale de GRB d’être difficile à comprendre. Il a fallu des décennies pour même comprendre ce qu’ils étaient – c’est une belle histoire et vous devriez regarder cette vidéo que j’ai faite à ce sujet – et même maintenant, ils posent plus d’énigmes que de réponses. Pas du tout surprenant qu’ils soient encore plus compliqués et saccadés.

Mais ce sont des événements fascinants et terrifiants qui valent la peine d’être étudiés. Plusieurs milliers d’entre eux ont été aperçus depuis que le premier a été vu en 1967, et franchement, c’est excitant que nous ayons encore une compréhension incomplète d’eux, parfois à un niveau de base. Cela signifie qu’il y a beaucoup plus à comprendre à leur sujet, et c’est l’un des aspects les plus agréables de la science.


* L’univers est en expansion, donc devant nous une galaxie de plus de six milliards d’années-lumière s’éloigne si vite que des effets relativistes entrent en jeu ; nous voyons le temps s’écouler plus lentement dans cette galaxie. Le GRB a en fait duré environ 2 secondes, comme nous l’avons vu, mais en tenant compte de la théorie de la relativité, il a en fait duré moins de 1 seconde dans le référentiel de la galaxie hôte GRB.

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