Les collisions d'étoiles à neutrons créent un flash qui change le paradigme

Certains des événements les plus dramatiques de l'univers sont sursauts gamma (GRB), de brèves impulsions de lumière si brillantes qu'elles peuvent être vues à des milliards d'années-lumière. Les chercheurs divisent ces événements en GRB courts qui durent quelques secondes et en GRB longs qui durent jusqu'à une minute. Pendant longtemps, les chercheurs ont pensé que tous les longs sursauts gamma étaient causés par l’effondrement d’étoiles massives. Mais maintenant, de nouvelles recherches suggèrent que certains GRB longs pourraient être provoqués par la fusion de deux étoiles à neutrons.

Une étoile à neutrons est le noyau dense qui reste après l’effondrement d’une énorme étoile et constitue l’un des objets les plus denses de l’univers, juste derrière les trous noirs. Les étoiles à neutrons ont une très petite taille, environ 10 km de diamètre, mais détiennent plus de masse que le soleil entier. Ainsi, lorsque deux étoiles à neutrons entrent en collision et fusionnent, le résultat est explosif. La fusion de deux étoiles à neutrons s'appelle une

kilonova, un événement rare qui produit un énorme éclair de lumière et est connu pour produire de courts GRB.

Vue d'artiste d'une kilonova produite par la collision de deux étoiles à neutrons.
Cette vue d’artiste montre une kilonova produite par la collision de deux étoiles à neutrons. Alors qu'ils étudiaient les conséquences d'un long sursaut gamma (GRB), deux équipes indépendantes d'astronomes utilisant une multitude de télescopes dans l'espace et sur Terre, dont le Gemini North télescope à Hawaï et le télescope Gemini Sud au Chili, ont découvert les caractéristiques inattendues d'une kilonova, l'explosion colossale déclenchée par la collision d'un neutron. étoiles.NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/moteur spatial 

Mais lorsque deux équipes de scientifiques ont étudié un GRB récemment identifié, qui a duré 50 secondes, le mettant ainsi en évidence. la longue classification GRB, ils ont découvert que cela n’était pas causé par un effondrement massif d’étoile mais plutôt par une étoile à neutrons fusionnement.

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"Cet événement ne ressemble à rien d'autre que nous ayons vu auparavant à partir d'un long sursaut gamma", a déclaré la chercheuse principale Jillian Rastinejad de l'Université Northwestern dans une étude. déclaration. « Ses rayons gamma ressemblent à ceux des sursauts produits par l’effondrement d’étoiles massives. Étant donné que toutes les autres fusions d'étoiles à neutrons confirmées que nous avons observées ont été accompagnées de sursauts d'une durée moins de deux secondes, nous avions toutes les raisons de nous attendre à ce que ce GRB de 50 secondes ait été créé par l'effondrement d'un énorme étoile. Cet événement représente un changement de paradigme passionnant pour l’astronomie sursaut gamma.

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Cela signifie que les causes des GRB doivent être plus complexes qu’on ne le pensait auparavant. Si les fusions d’étoiles à neutrons peuvent déclencher à la fois des GRB longs et courts, il doit y avoir quelque chose à propos des étoiles à neutrons ou des GRB qui reste encore à comprendre.

"Lorsque vous associez deux étoiles à neutrons, il n'y a pas vraiment beaucoup de masse", a expliqué le co-auteur Wen-fai Fong. « Un peu de masse s’accumule et alimente ensuite une rafale de très courte durée. Dans le cas d’effondrements massifs d’étoiles, qui génèrent traditionnellement des sursauts gamma plus longs, le temps d’alimentation est plus long.

La recherche peut également être utilisée pour aider à trouver des événements kilonova plus insaisissables à étudier en suivant la trace des GRB longs et courts.

"Cette découverte rappelle clairement que l'Univers n'est jamais entièrement compris", dit Rastinejad. "Les astronomes tiennent souvent pour acquis que l'origine des GRB peut être identifiée par la durée pendant laquelle ils se trouvent. Les GRB le sont, mais cette découverte nous montre qu’il reste encore beaucoup à comprendre sur ces incroyables événements."

La recherche est publiée dans la revue Nature.

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