Une explosion cosmique phénoménale remet en cause plusieurs théories sur l’Univers

Des experts ont pu observer pour la première fois une étoile en train de s’effondrer dans une explosion cosmique libérant une rafale de rayons gamma et de rayons X.

Le signal avait été détecté le 29 août 2019 et nommé GRB 190829A. On s’est vite rendu compte que c’était l’un des flashs gamma les plus proches jamais observés depuis la Terre, à un milliard d’années-lumière (20 fois plus proche que les observations précédentes).

Des photons en très bon état d’observation

En utilisant le télescope HESS, les experts ont pu identifier des preuves supplémentaires pour étayer les études en cours sur le fonctionnement des sursauts gamma qui n’ont pas encore été observé sous leur forme physique.

L’étude publiée dans la revue Science fait état de l’observation, captée par le télescope, de la mort d’une étoile dans une violente explosion cosmique. Cette nouvelle pourrait être la clé pour comprendre comment les explosions sont liées à la naissance des trous noirs.

En raison de la proximité de ce phénomène, les photons envoyés dans l’espace à une vitesse incroyable n’ont pas rencontré (trop) d’obstacles avant d’arriver près de la Terre, de cette façon, on a pu mieux les observer que dans n’importe quelle autre explosion. La co-auteure Edna Ruiz-Velasco de l’Institut Max Planck de physique nucléaire à Heidelberg explique : "Nous avons déterminé le spectre du GRB 190829A allant jusqu’à une énergie de 3,3 téra-électronvolts, soit environ mille milliards de fois plus énergétique que les photons de la lumière visible".

Les sursauts gamma, la clé de théories sur l’Univers

Le sursaut gamma est un flash lumineux de rayons X et  de rayons gamma, libéré au moment de l’effondrement d’une étoile en supernova, avant de se transformer en trou noir.

Ils sont considérés comme les évènements les plus violents de l’Univers. Comme l’explique ScienceEtAvenir : "Avant de mourir, l’étoile projette par chacun de ses pôles un jet de particules, qui se chargent en énergie et accélèrent jusqu’à la vitesse de la lumière, en rayons X et gamma."
 

Un flash qui peut durer des jours

Une des découvertes est en rapport avec la temporalité de ce flash qu’on pensait rapide et unique mais qui se révèle finalement bien plus long que prévu.

Sylvia Zhu, co-auteur de l’étude, explique à scitechdaily : "L’émission de flashs est regroupée en deux phases différentes : la première étant la phase chaotique initiale qui se déroule en quelques secondes, et la seconde étant une phase de rémanence douce, qui s’estompe pendant longtemps." La 2e phase a duré près de 3 jours pour GRB 190829A.

Les deux rayons sont liés mais ne devraient pas selon la théorie actuelle

La seconde découverte remet en question les théories de l’électromagnétisme.

"Nos observations ont révélé de curieuses similitudes entre l’émission de rayons X et de rayons gamma à très haute énergie de la rémanence du sursaut", explique Zhu, ce qui n'est pas normal si l'on en croit la théorie. En effet, les théories sur le sujet établissaient que chaque type de rayons (X et gamma) devait accélérer et décroître à un rythme propre, pas en même temps ni à la même vitesse. Il semblait très peu probable que même les explosions les plus puissantes de l’univers puissent accélérer suffisamment les électrons pour produire les rayons gamma de très haute énergie comme ceux observés.

Pour soutenir cette théorie, les scientifiques se basaient sur la "limite de combustion", qui est déterminée par l’équilibre de l’accélération et du refroidissement des particules dans un accélérateur. Selon cette limite, les rayons gamma à très haute énergie comme ceux observés nécessiteraient que les électrons atteignent des énergies bien au-delà de la limite de combustion. Et pourtant c’est bien ce qui a été observéCe qui "remet en cause les théories de l’électromagnétisme" et, dans ce cas, "peut-être que la nature du jet de particules sortant de l’étoile est plus compliquée que prévu", explique l’astrophysicien Fabian Schüssler, du CEA-Irfu, qui a participé à l’étude de GRB 190829A.

Il reste encore beaucoup de choses à découvrir dans l’univers, les scientifiques n’ont pas fini de faire des révélations !