Les sursauts gamma sont les explosions les plus lumineuses de l’univers, éclipsant brièvement des galaxies entières dans un violent éclair de rayonnement de haute énergie. Ces détonations astronomiques – excusez le jeu de mots – libèrent en quelques secondes plus d’énergie que notre soleil n’en produira pendant toute sa durée de vie de dix milliards d’années, envoyant des jets de rayons gamma à travers l’espace. Malgré leur incroyable luminosité, les sursauts gamma sont des événements éphémères, qui durent de quelques millisecondes à plusieurs minutes avant de disparaître.
Le 7 mars 2023, des satellites ont détecté l’un de ces sursauts gamma, celui-ci désigné GRB 230307A. Il s’agit du deuxième sursaut le plus brillant jamais enregistré et résulte de la collision et de la fusion de deux étoiles compactes, probablement des étoiles à neutrons, situées dans une galaxie lointaine. Ce qui rendait cet événement particulièrement curieux était sa durée inhabituellement longue d’une minute, alors que la théorie prévoyait qu’il devrait durer moins de deux secondes pour ce type d’événement de fusion.
« Cet événement nous a donné une opportunité rare : en découvrant son ‘battement de cœur’ caché, nous pouvons enfin affirmer avec certitude que certains GRB ne sont pas alimentés par des trous noirs, mais par des magnétars nouveau-nés. »
Professeur Bing Zhang, professeur titulaire du département de physique de HKU et auteur co-correspondant de l’étude.
Une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l’Université de Hong Kong, de l’Université de Nanjing et de l’Académie chinoise des sciences a décidé d’approfondir l’événement. Ils ont parcouru plus de 600 000 ensembles de données collectées par les satellites chinois GECAM et Fermi de la NASA, à la recherche de modèles cachés dans l’explosion. Ce qu’ils ont trouvé était un signal répétitif qui maintenait un rythme très constant au fil du temps, révélant que l’étoile tournait à 909 fois par seconde. Cette pulsation rapide représente la première détection directe d’un signal périodique provenant d’un magnétar milliseconde à l’intérieur d’un sursaut gamma.
La surprise fut de comprendre pourquoi le signal était si bref. L’équipe émet l’hypothèse que la rotation rapide du magnétar imprime un signal périodique sur le jet de rayons gamma à travers son champ magnétique, mais comme le jet évolue rapidement, ce battement de cœur ne devient visible que lorsque l’émission devient brièvement asymétrique. Pendant seulement 160 millisecondes, l’impulsion périodique était détectable avant que la symétrie du jet ne la dissimule à nouveau.
Cette découverte transforme notre compréhension des explosions les plus extrêmes de l’univers et montre que les magnétars nouvellement nés peuvent survivre à des fusions d’étoiles compactes. La recherche ouvre de nouvelles voies fascinantes en astronomie, reliant les rayons gamma, les ondes gravitationnelles et la physique des étoiles compactes dans les conditions les plus extrêmes imaginables.
Le version originale de cet article a été publié le L’univers aujourd’hui.
