Signaux d'une magnifique fusion d'étoiles à neutrons

Signaux d'une magnifique fusion d'étoiles à neutrons

Il y a huit mois, la détection des ondes gravitationnelles provenant de la fusion d'une étoile à double neutrons a permis aux scientifiques d'observer l'un des événements les plus énergétiques de l'univers. La recherche a commencé par une émission radio issue d'une fusion, nommée GW170817, qui a été remarquée deux semaines après l'événement du mois d'août. Maintenant, l'émission radio commence à s'estomper.

Il est important de comprendre ce que les physiciens ont exactement réussi à détecter lors de la détection d'ondes gravitationnelles et de radiations électromagnétiques provenant du même objet:

  • confirme la prédiction de la théorie de la relativité générale (les ondes gravitationnelles se déplacent à la vitesse de la lumière).
  • pour clarifier le comportement de la matière sous compression est plus forte que dans le noyau d'un atome.
  • expliquer où une certaine partie de l’or (et d’autres éléments lourds) est créée dans l’espace.
  • Commencez par résoudre un mystère de 10 ans sur les causes des courts sursauts gamma.

Observation de la fusion

Les grands radiotélescopes, tels que le Compact Array of Telescopes of Australia et le Very Large Antenna Lattice (USA), sont conçus pour rechercher des rayons EM ayant une longueur d’onde allant de quelques centimètres à quelques mètres.

Signaux d'une magnifique fusion d'étoiles à neutrons

Observation radio GW170817 depuis deux télescopes. L'objet brillant central est la galaxie hôte NGC 4993. La plus petite tache lumineuse à l'intersection est la fusion d'étoiles à neutrons.

Contrairement à la lumière visible, les ondes radio traversent l’espace de manière presque transparente. Par conséquent, ils sont vus, jour et nuit. Les ondes radio détectées ont parcouru 130 millions d'années lumière de la galaxie NGC 4993. Lorsque deux étoiles à neutrons sont entrées en collision, un sursaut gamma a été libéré, qui a été détecté par le satellite Fermi en 1,74 seconde après les ondes gravitationnelles. Pendant 12 heures, les astronomes ont enregistré un signal lumineux et atténué à la lumière visible. Cela devait provenir du matériau d'une étoile à neutrons projetée à 50% de la vitesse de la lumière.

Chronologie du réseau de télescopes compacts d’Australie CSIRO

Lors d'une collision, deux étoiles à neutrons forment un nouvel objet de masse légèrement inférieure. Très probablement, nous sommes ici confrontés à un trou noir.

Que signalent les ondes radio?

Les ondes radio se forment lors de l'accélération des électrons dans les champs magnétiques. Cela se produit sur les fronts de choc de l'espace, lorsque le matériau des explosions stellaires coupe le matériau qui l'entoure. C'est ce qu'on appelle le milieu interstellaire, et sa densité est 10 fois plus élevée que la densité de l'air terrestre (presque le vide). La nature des ondes radio en dit long sur l'impact.

La simulation de fusion d’étoiles à neutrons conduit à un écoulement de choc - cocon. C’est la meilleure explication des ondes radio, des rayons gamma et des rayons X dans GW170817

Que s'est-il passé pendant l'explosion?

Les détails ne sont toujours pas clairs, mais il est possible qu'un jet se soit formé dans GW170817. Cela est dû à la disparition observée des émissions radio. C'est-à-dire que l'explosion n'était pas une explosion de rayons gamma classique avec des jets relativistes, mais un «cocon» de matériau qui a éclaté à la suite de l'explosion.

Signaux d'une magnifique fusion d'étoiles à neutrons

Modèles de ce qui peut arriver lors d’une fusion. Les données montrent que l'option de gauche est moins probable. Le bon cocon marche mieux

D'où vient le matériel?

Le matériau éjecté des étoiles à neutrons s'est déplacé à une vitesse de 50% de la vitesse de la lumière. Et si le jet libéré plus tard atteignait 99,99%? Elle pourrait faire exploser une bulle d'émissions, l'obligeant à aller plus vite (peut-être 90% de la vitesse de la lumière).

Adieu (pour l'instant)

Après 8 mois de surveillance du GW170817, il est devenu évident que ce phénomène était différent de tout ce qui avait été observé auparavant.

Signaux d'une magnifique fusion d'étoiles à neutrons

Les observations radio de la fusion étoile à neutrons montrent une atténuation

Maintenant, les ondes radio disparaissent, mais les scientifiques n’ont pas mis fin. La plupart des modèles présentent une rémanence à long terme. Le GW170817 peut donc apparaître dans quelques mois ou quelques années. Au début de 2019, l'observatoire LIGO devrait entreprendre d'autres recherches.

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