GRB 080913, une supernova éloignée détectée par Swift. Crédit: NASA / Swift / Stefan Immler
Les premiers instants d'une étoile gigantesque allant en supernova peuvent être annoncés par une explosion de rayons X, détectables par des télescopes spatiaux comme Swift, qui pourraient ensuite indiquer aux astronomes où chercher le spectacle complet dans les rayons gamma et les longueurs d'onde optiques. Ces résultats proviennent de l'Université de Leicester au Royaume-Uni où une équipe de recherche a été surprise par l'excès de rayons X thermiques détectés ainsi que par des sursauts gamma associés aux supernovae.
"Les étoiles les plus massives peuvent être des dizaines à cent fois plus grandes que le Soleil", a déclaré le Dr Rhaana Starling du Département de physique et d'astronomie de l'Université de Leicester. «Quand l'un de ces géants manque de gaz hydrogène, il s'effondre de manière catastrophique et explose en supernova, faisant exploser ses couches externes qui enrichissent l'Univers.
«Mais ce n'est pas une supernova ordinaire; dans l'explosion, des flux de matériaux étroitement confinés sont expulsés des pôles de l'étoile à presque la vitesse de la lumière. Ces soi-disant jets relativistes donnent lieu à de brefs éclairs de rayonnement gamma énergétique appelés éclats de rayons gamma, qui sont captés par des instruments de surveillance dans l'espace, qui à leur tour alertent les astronomes. »
De puissants sursauts gamma - GRB - émis par les supernovae peuvent être détectés à la fois par les observatoires au sol et le télescope Swift de la NASA. Quelques secondes après avoir détecté une rafale (d'où son nom), Swift relaie son emplacement vers des stations au sol, permettant aux télescopes terrestres et spatiaux du monde entier de pouvoir observer la rémanence de la rafale.
Mais le moment réel de l'effondrement de l'étoile, lorsque son noyau s'effondre réagit avec sa surface, n'est pas observé - cela se produit trop rapidement, trop soudainement. Si ces «éclats de choc» sont à l'origine de l'excès de rayons X thermiques (aka émission de corps noir) qui ont été récemment identifiés dans les données Swift, certaines des supernovae les plus énergétiques de la galaxie pourraient être identifiées et observées à un moment beaucoup plus tôt dans le temps. - littéralement dans les premières secondes de leur naissance.
"Ce phénomène n'est visible que pendant les mille premières secondes d'un événement, et il est difficile de le distinguer de l'émission de rayons X uniquement du jet de rayons gamma", a déclaré le Dr Starling. "C'est pourquoi les astronomes ne l'ont pas systématiquement observé auparavant, et seul un petit sous-ensemble des 700+ rafales que nous détectons avec Swift le montre."
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Davantage d'observations seront nécessaires pour déterminer si les émissions thermiques proviennent vraiment de l'effondrement initial des étoiles et non des jets GRB eux-mêmes. Même si les rayons X sont déterminé à partir des jets, il fournira un aperçu précieux de la structure des GRB… "mais la forte association avec les supernovae est alléchante", selon le Dr Starling.
Pour en savoir plus sur le communiqué de presse de l'Université de Leicester, cliquez ici et consultez l'article de l'équipe dans le numéro en ligne du 28 novembre du Avis mensuels de la Royal Astronomical Society ici (PDF complet sur arXiv.org ici.)
Image en médaillon: rendu d'un artiste du vaisseau spatial Swift avec un éclat de rayons gamma qui se déclenche en arrière-plan. Crédit: Spectrum Astro. Pour en savoir plus sur les instruments du télescope Swift, cliquez ici.
