Africa-Press – Djibouti. Sciences et Avenir l’évoquait en mars 2023 : le sursaut gamma, surnommé GRB 221 009 A, est considéré comme le plus brillant de tous les temps. Depuis les années 1970, les astronomes ont observé plus de 10.000 sursauts gamma, mais aucun n’a été aussi intense que GRB 221009A. À titre de comparaison, selon le docteur Brendan O’Connor en doctorat à l’université de George Washington aux Etats-Unis, il a libéré plus d’énergie que ce que le soleil produit dans toute sa vie. L’évènement a suscité de nombreuses interrogations quant à sa cause. Une étude publiée le 7 juin 2023 dans la revue Science Advances, menée par une équipe dirigée par Brendan O’Connor, apporte des éclaircissements sur la structure de ce sursaut gamma.
Un sursaut gamma, souvent nommé GRB, est une émission soudaine et brève de photons gamma qui apparait aléatoirement dans le ciel. Il est prolongé par des émissions rémanentes, à des longueurs d’onde plus grandes, qui peuvent durer jusqu’à plusieurs mois en s’affaiblissant progressivement. Les rayons gamma constituent les plus petites longueurs d’onde du spectre électromagnétique.
La structure étonnante du jet révélée
Le GRB 221009A, surnommé le BOAT pour « brightest of all time », a montré, selon les chercheurs de l’étude, une impulsion brève suivie de deux pics lumineux distincts. En raison de sa luminosité intense, la majorité des satellites étaient même saturés pendant l’épisode principal d’émission. Les chercheurs ont découvert que sa structure était inhabituelle, avec un jet étroit intégré dans un flux de gaz plus large. Cette caractéristique atypique diffère des jets observés précédemment dans d’autres sursauts gamma. Des simulations informatiques détaillées ont suggéré que le mélange important entre le matériau stellaire et le jet lui-même était responsable de cette structure surprenante.
Schéma du jet structuré du GRB 221009A. Crédits : B. O’Connor et al.
« Nous pensons que ce qui a fait la différence ici, c’est l’ampleur du mélange qui s’est produit entre le matériau stellaire et le jet, de sorte que le gaz chauffé par choc a continué à apparaître dans notre ligne de mire jusqu’au moment où toute signature caractéristique du jet aurait été perdue dans l’émission globale de la rémanence », explique Dr Hendrik Van Eerten, chercheur au département de physique de l’Université de Bath (Royaume-Uni), dans un communiqué de presse de l’université. Sa structure pourrait ainsi expliquer sa longue rémanence, c’est-à-dire la persistance du sursaut, que les astronomes ont pu observer dans plusieurs longueurs d’onde pendant des mois après sa découverte initiale.
Une découverte qui permet de mieux comprendre les sursauts gamma
La théorie dominante explique que le sursaut gamma est dû soit à l’effondrement gravitationnel d’une étoile géante, aboutissant à la formation d’un trou noir ou d’une étoile à neutrons (sursauts longs), soit à la fusion de deux étoiles à neutrons formant initialement un système binaire (sursauts courts). Néanmoins, le sursaut GRB 211211A remet en cause cette théorie puisqu’il a été de longue durée en comportant un spectre électromagnétique d’un sursaut court.
« GRB 221009A représente un énorme pas en avant dans notre compréhension des sursauts gamma, et démontre que les explosions les plus extrêmes n’obéissent pas à la physique standard supposée pour les sursauts gamma communs », déclare l’astrophysicien Brendan O’Connor de l’Université George Washington, dans un communiqué de l’Université George Washington.
Des récentes observations des sursauts gamma avaient déjà permis de faire avancer la recherche dans le domaine. Comme l’explique dans le communiqué Alexander van der Horst, professeur agrégé de physique à l’Université George Washington et co-auteur de l’étude : « Pendant longtemps, nous avons pensé que les jets avaient la forme d’un cône de glace. Cependant, certains sursauts gamma de ces dernières années, et en particulier les travaux présentés ici montrent que nous avons besoin de modèles plus complexes et de simulations informatiques détaillées des jets de sursauts gamma ».
Cela ouvre alors de nouvelles voies de recherche pour comprendre les mécanismes complexes des sursauts gamma. Des études futures se concentreront sur les champs magnétiques responsables du lancement du jet et sur les étoiles massives hébergeant ces phénomènes rares. « Le GRB 221009A pourrait être l’équivalent de la « pierre de Rosette » des GRB longs, nous obligeant à revoir nos théories standard sur la formation des flux relativistes dans les étoiles massives en effondrement », conclut Brendan O’Connor.
Pour plus d’informations et d’analyses sur la Djibouti, suivez Africa-Press
