Une surtension gamma détectée à proximité de la source des ondes de gravité

Une surtension gamma détectée à proximité de la source des ondes de gravité

Le 14 septembre 2015, notre planète a connu une très petite ondulation espace-temps, détectée à l'aide d'un observatoire laser à ondes de gravitation interférométriques (LIGO). Lors de l'analyse du signal, les physiciens ont compris que ces ondes gravitationnelles étaient causées par la fusion de deux trous noirs distants d'environ 1,3 milliard d'années lumière de la Terre. Ce premier événement de détection d’onde gravitationnelle a été nommé "GW150914".

L’observation, annoncée avec une pompe mondiale le 11 février, confirme non seulement l’une des dernières prédictions d’Einstein sur la théorie de la relativité générale, longue de 100 ans, mais nous indique également qu’il existe des trous noirs d’une masse d’une trentaine de trous solaires et qu’ils pourraient se révéler plus courants que la précédente. les théories modernes prédisent. Cette découverte est également le premier type d’astronomie séduisant qui, à l’avenir, changera notre vision de l’Univers. L’astronomie gravitationnelle est un changement de paradigme par rapport au spectre électromagnétique; Nous pouvons maintenant voir des événements d'énergie invisibles qui produisent des ondes gravitationnelles, mais ne peuvent produire aucune manifestation électromagnétique.

Aujourd'hui, cependant, la NASA a annoncé que son observatoire cosmique des ondes gravitationnelles détectait un signal faible proche de la source d'ondes gravitationnelles prédite, ce qui ouvre des perspectives intéressantes pour pénétrer dans le noyau de cette fusion particulière de trous noirs.

Le télescope gamma Fermi de la NASA a détecté une rafale de rayons X de haute énergie très faible et très brève correspondant à une courte rafale de rayons gamma (ou GRB) moins d'une demi-seconde après l'enregistrement de GW150914 par LIGO. Ceci est surprenant - selon un communiqué de presse de la NASA, il était supposé que lorsque des trous noirs se rencontrent, ils le font «proprement» sans produire de rayonnement électromagnétique. Alors, y a-t-il deux signaux associés à un événement? Le temps le rend très probable; il y a seulement 0, 2% de chance qu'ils se soient produits dans le même ciel au même moment, mais qu'ils aient appartenu à deux phénomènes de haute énergie différents. «Cette découverte tentante et peu probable peut être une fausse alerte, mais avant de pouvoir commencer à réécrire les manuels, nous devons voir plus d'événements liés aux ondes gravitationnelles résultant de la fusion de trous noirs», a déclaré Valery Connoton, membre de l'équipe Gamma-ray Burst Monitor ( GBM) au Centre national de la science et de la technologie spatiale de Huntsville, en Alabama.

On pense que la plupart des HV sont créés lorsque de grandes étoiles gonflent après avoir brûlé du carburant, puis explosent pour former des trous noirs. Ils sont connus en tant que sources de rayonnement intense de "longues rafales de rayons gamma", qui sont détectées comme un éclair de rayons gamma et de rayons X de haute énergie émanant du pôle d'une étoile au moment de l'explosion. Il existe cependant un type de GRB plus mystérieux avec une courte période (moins de 2 secondes) et, éventuellement, il est associé à la confluence d'un trou noir et d'une étoile à neutrons .

Maintenant que les astronomes ont accès au spectre des ondes gravitationnelles, la véritable nature des «courts sursauts gamma» a probablement été découverte.

"Avec un seul événement commun - la détection conjointe des rayons gamma et des rayons gravitationnels -, il se révèle exactement ce qui cause le court syndrome de base", a déclaré Lindy Blackburn, étudiante postdoctorale au Centre d'astrophysique Harvard-Smithsonian de Cambridge, au Massachusetts, et membre de la collaboration scientifique de la LIGO. "Il existe une incroyable interaction entre deux observations, les rayons gamma, révélant les détails de l’énergie de la source, de l’environnement local et des ondes gravitationnelles, fournissant un test unique de la dynamique ayant conduit à cet événement."

Le signal de l’onde gravitationnelle a été généré par le déroulement rapide d’une hélice et la collision de deux trous noirs, un événement à l’origine du désormais célèbre «tweeting of black trous». Mais si en réalité l'observation du télescope de Fermi correspond au même événement, les astrophysiciens devront comprendre comment cela se passe. La fusion des trous noirs ne devrait pas générer une quantité importante d'énergie dans le spectre électromagnétique en l'absence d'une certaine quantité de gaz à proximité de la région de confluence. Mais il semble que la grande majorité des gaz entourant les trous noirs binaires aurait disparu depuis longtemps. En bref, ce faible signal GRB a été une surprise et les physiciens doivent décider si nous comprenons pleinement la dynamique de la fusion de trous noirs ou si nous voyons une nouvelle physique qui est restée cachée jusqu'à maintenant.

Quelle que soit la raison, ce n'est que le début d'une ère astronomique captivante d'ondes gravitationnelles, qui nous permettra non seulement d'explorer certains des phénomènes les plus extrêmes de l'Univers, sans doute en répondant à de nombreuses questions, mais également de révéler de nombreux nouveaux secrets cosmiques.

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