Crédit d'image: NASA
Le satellite RHESSI de la NASA a peut-être découvert de nouveaux indices sur les explosions les plus puissantes de l'Univers lorsqu'il a accidentellement capturé une image d'un éclat de rayons gamma tout en capturant des images des éruptions solaires sur le Soleil. Ce que RHESSI a découvert, c'est que la lumière provenant de la rafale est polarisée, ce qui indique qu'un champ magnétique puissant pourrait en être la cause. Lorsqu'une étoile géante devient un trou noir qui tourne rapidement, elle peut tellement tordre le champ magnétique que l'objet entier explose comme une source non enroulée.
Le satellite RHESSI de la NASA a peut-être découvert l'un des indices les plus importants encore obtenus sur le mécanisme de production des sursauts gamma, les explosions les plus puissantes de l'univers. C'était le résultat d'une observation fortuite d'un satellite conçu pour étudier le Soleil.
Le satellite Reuven Ramaty High-Energy Solar Spectroscopic Imager (RHESSI) capturait des images des éruptions solaires le 6 décembre 2002, quand il a capturé un éclat gamma extrêmement lumineux en arrière-plan, au-dessus du bord du Soleil, révélant pour la première fois moment où les rayons gamma dans une telle salve sont polarisés. Le résultat indique que des champs magnétiques intenses peuvent être la force motrice derrière ces explosions impressionnantes.
Les éruptions solaires sont de formidables explosions dans l'atmosphère du Soleil, alimentées par la libération soudaine d'énergie magnétique. Les sursauts gamma sont des flashs distants de lumière gamma qui se déclenchent environ une fois par jour au hasard dans le ciel, brillant brièvement comme un million de milliards de soleils. Des observations récentes suggèrent qu'elles peuvent être produites par un type spécial d'étoile qui explose (supernova), mais toutes les supernovae ne génèrent pas de sursauts de rayons gamma, donc la physique de la façon dont une explosion de supernova peut produire un sursaut de rayons gamma n'est pas claire.
Les résultats sont présentés lors d'une conférence de presse lors de la réunion de l'American Astronomical Society à Nashville, Tennessee, par deux chercheurs de l'Université de Californie à Berkeley: le Dr Wayne Coburn, boursier postdoctoral à l'UC Berkeley's Space Sciences Laboratory et le Dr Steven Boggs, professeur adjoint de physique. Ils sont les auteurs d'un article sur cette découverte publié dans le numéro du 22 mai de Nature.
"RHESSI a été envoyé dans l'espace pour découvrir les secrets des éruptions solaires, les plus grandes explosions de notre système solaire. Je suis donc ravi qu'il ait été en mesure de fournir par hasard de nouvelles informations sur les sursauts gamma, les plus grandes explosions de l'univers entier, », A déclaré le Dr Brian Dennis, scientifique de mission RHESSI au Goddard Space Flight Center de la NASA, Greenbelt, Md.
"Curieusement, les champs magnétiques semblent entraîner à la fois les éruptions solaires locales et les lointains sursauts de rayons gamma, deux événements extrêmement puissants", a ajouté Dennis.
La forte polarisation mesurée par RHESSI fournit une fenêtre unique sur la façon dont ces rafales sont alimentées, selon Boggs. Il interprète les mesures comme signifiant que la rafale provient d'une région de champs magnétiques hautement structurés, plus forts que les champs à la surface d'une étoile à neutrons - jusqu'à présent, les champs magnétiques les plus forts observés dans l'univers. "La polarisation nous dit que les champs magnétiques eux-mêmes agissent comme de la dynamite, entraînant la boule de feu explosive que nous voyons comme un éclat de rayons gamma", a-t-il déclaré.
Les rayons gamma mesurés par RHESSI étaient polarisés à environ 80%, ce qui correspond à la polarisation maximale possible des électrons en spirale autour des lignes de champ magnétique. La spirale amène les électrons à produire de la lumière par «rayonnement synchrotron». La lumière polarisée, connue de la plupart d'entre nous comme la lumière réfléchie bloquée par les lunettes de soleil Polaroid, est une lumière avec ses champs magnétiques et électriques qui vibrent principalement dans une direction, et non au hasard. Une telle cohérence implique une symétrie physique sous-jacente, dans ce cas, des champs magnétiques alignés.
Bien que les électrons soient probablement accélérés à presque la vitesse de la lumière dans les ondes de choc, le fait que les rayons gamma soient polarisés au maximum implique que les ondes de choc elles-mêmes sont entraînées par un fort champ magnétique sous-jacent.
"La quantité de polarisation qu'ils ont trouvée est si intense, qu'il semble que ce soit un rayonnement synchrotron pur et rien d'autre, et toutes les autres théories vont devoir mordre la poussière maintenant", a déclaré le Dr Kevin Hurley, un gamma UC Berkeley- physicien des sursauts de rayons qui, depuis 1990, exploite le troisième réseau interplanétaire (IPN3) de six satellites reliés entre eux pour localiser les sursauts de rayons gamma et alerter immédiatement les astronomes. Cependant, pour une telle mesure nouvelle, une confirmation indépendante supplémentaire est cruciale, a ajouté Boggs.
La découverte de la polarisation révèle comment une salve de rayons gamma est alimentée - grâce à la génération d'un champ magnétique puissant à grande échelle. La question suivante est: pourquoi certaines supernovae conduisent-elles à un champ magnétique puissant et organisé? Cela pourrait être une question que nous ne pouvons aborder que par la théorie, mais les éléments de preuve sont en place pour que les théoriciens se démêlent, a déclaré Boggs.
Bien qu'il laisse aux théoriciens le soin de déterminer comment ces champs magnétiques puissants peuvent être générés, Boggs a déclaré que l'éclatement est probablement précédé par l'effondrement du noyau d'une étoile massive directement dans un trou noir. Un trou noir lui-même n'a pas de champ magnétique, mais le champ magnétique local peut traverser le trou noir. S'il tourne rapidement, le trou noir enroulera le champ local comme une ficelle sur le dessus. La densité d'énergie dans le champ comprimé étroitement enroulé deviendrait finalement si élevée que le champ rebondirait vers l'extérieur dans une énorme boule de feu, entraînant la matière avec lui.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
