Qu'est-ce qui a rendu la plus brillante explosion cosmique de tous les temps si exceptionnelle ?

Peu d'explosions cosmiques ont attiré autant l'attention des scientifiques de l'espace que celle enregistrée le 22 octobre dernier et nommée à juste titre la plus brillante de tous les temps (BOAT). L'événement, produit par l'effondrement d'une étoile très massive et la naissance subséquente d'un trou noir, a été observé sous la forme d'un flash immensément brillant de rayons gamma suivi d'une rémanence lumineuse à atténuation lente à travers les fréquences.

Depuis qu'ils ont capté le signal BOAT simultanément sur leurs télescopes géants, les astrophysiciens du monde entier se sont efforcés de rendre compte de la luminosité du sursaut gamma (GRB) et de la décoloration curieusement lente de sa rémanence.

Maintenant une équipe internationale qui comprend le Dr Hendrik Van Eerten du Département de physique de l'Université de Bath au Royaume-Unia formulé une explication: la rafale initiale (connue sous le nom de GRB 221009A) était dirigée directement vers la Terre et elle a également entraîné une quantité inhabituellement importante de matière stellaire dans son sillage.

Les découvertes de l'équipe sont publiées aujourd'hui dans la prestigieuse revue Science Advances. Le Dr Brendan O'Connor, un doctorant nouvellement diplômé de l'Université du Maryland et de l'Université George Washington à Washington, DC est l'auteur principal de l'étude.

Van Eerten, qui a codirigé l'analyse théorique de la rémanence, a déclaré : "D'autres chercheurs travaillant sur ce puzzle sont également arrivés à la conclusion que le jet était pointé directement sur nous - un peu comme un tuyau d'arrosage incliné pour pulvériser directement sur vous - et cela explique certainement pourquoi il a été vu si clairement.

Mais ce qui restait une énigme était que les bords du jet ne pouvaient pas du tout être vus.

"La lente décoloration de la rémanence n'est pas caractéristique d'un jet de gaz étroit, et sachant cela nous a fait soupçonner qu'il y avait une raison supplémentaire à l'intensité de l'explosion, et nos modèles mathématiques l'ont confirmé. Notre travail montre clairement que le GRB avait une structure unique, avec des observations révélant progressivement un jet étroit intégré dans un écoulement de gaz plus large où un jet isolé serait normalement attendu."

Alors, qu'est-ce qui a rendu ce GRB plus large que la normale ? Les chercheurs ont une théorie. Comme l'a expliqué Van Eerten : "Les jets GRB doivent traverser l'étoile qui s'effondre dans laquelle ils se forment, et ce qui, selon nous, a fait la différence dans ce cas, c'est la quantité de mélange qui s'est produite entre le matériau stellaire et le jet, de sorte que le gaz chauffé par choc continue d'apparaître dans notre champ de vision jusqu'au point où toute signature de jet caractéristique aurait été perdue dans l'émission globale de la rémanence."

Il a ajouté : "Notre modèle aide non seulement à comprendre le BATEAU, mais aussi les anciens détenteurs de records de luminosité qui avaient mystifié les astronomes quant à leur manque de signature de jet. Ces GRB, comme les autres GRB, doivent être dirigés directement vers nous lorsqu'ils se produisent, car il serait aphysique qu'une telle quantité d'énergie soit expulsée dans toutes les directions à la fois. Il semble exister une classe exceptionnelle d'événements qui sont à la fois extrêmes et parviennent à masquer la nature dirigée de leur flux de gaz. aider à révéler pourquoi ces GRB sont si rares."

O'Connor a déclaré: "Le GRB 221009A exceptionnellement long est le GRB le plus brillant jamais enregistré et sa rémanence bat tous les records à toutes les longueurs d'onde. Parce que ce sursaut est si brillant et aussi proche (cosmiquement parlant: il s'est produit à la distance mineure de 2,4 milliards d'années-lumière de la Terre), nous pensons que c'est une occasion unique d'aborder certaines des questions les plus fondamentales concernant ces explosions, de la formation de trous noirs aux tests de modèles de matière noire ."

- Ce communiqué de presse a été initialement publié sur le site Web de l'Université de Bath