Un objet appelé GRB 150101B, détecté pour la première fois comme un éclat de rayons gamma par le télescope spatial à rayons gamma Fermi de la NASA en janvier 2015, pourrait indiquer une fusion de deux étoiles à neutrons. Cette image montre les données de l'observatoire de rayons X Chandra de la NASA (violet dans les encadrés) en contexte avec une image optique du GRB 150101B du télescope spatial Hubble.
(Image: © Radiographie: NASA / CXC / GSFC / UMC / E. Troja et al .; optique et infrarouge: NASA / STScI)
Une nouvelle étude suggère que les fusions cataclysmiques des cadavres stellaires superdens connus sous le nom d'étoiles à neutrons peuvent être courantes dans le cosmos.
En octobre dernier, une équipe internationale de chercheurs a fait une annonce étonnante: ils avaient détecté à la fois des ondes lumineuses et gravitationnelles générées par le crash de deux étoiles à neutrons, un événement surnommé GW170817 (car il avait été observé le 17 août 2017).
La découverte a ouvert l'ère de "l'astronomie multimessager" - l'utilisation du rayonnement électromagnétique combiné aux ondes gravitationnelles (les ondulations dans l'espace-temps prédites par Albert Einstein il y a un siècle) pour sonder des objets et des phénomènes cosmiques. [Ondes gravitationnelles des étoiles à neutrons: la découverte expliquée]
GW170817 a été la première fusion documentée d'étoiles à neutrons. Mais il semble maintenant qu'il y ait de la compagnie.
En janvier 2015, le télescope spatial à rayons gamma Fermi de la NASA a détecté une puissante explosion de rayons gamma à haute énergie dans une galaxie à 1,7 milliard d'années-lumière de la Terre. Peu de temps après, un certain nombre d'autres instruments ont observé cette source, connue sous le nom de GRB 150101B. («GRB» est l'abréviation de «rayonnement gamma».) Parmi ces oscilloscopes de suivi se trouvaient le télescope spatial Hubble de la NASA, l'observatoire aux rayons X de Chandra et l'observatoire Neil Gehrels Swift, ainsi que le télescope Discovery Channel au Lowell Observatory à Flagstaff, Arizona.
Les observations combinées ont révélé des similitudes clés entre GW170817 et GRB 150101B. Par exemple, les deux événements ont produit des rafales de rayons gamma inhabituellement de courte durée et faibles, une lumière visible bleu vif qui a duré plusieurs jours et des émissions de rayons X plus prolongées, ont déclaré des membres de l'équipe d'étude. Et les deux sources résident dans des galaxies elliptiques avec des étoiles vieilles de quelques milliards d'années, sans régions de formation d'étoiles évidentes.
Ainsi, l'équipe pense que le GRB 150101B a probablement été généré par une fusion neutrons-étoiles également. (Les étoiles à neutrons se produisent lorsque des étoiles géantes meurent dans des explosions de supernovaes. Les restes des plus grandes étoiles s'effondrent dans des trous noirs; les étoiles qui commençaient légèrement plus petites finissent par devenir des étoiles à neutrons, qui emballent plus que la masse du soleil dans une sphère à seulement 12 miles ou 20 kilomètres de diamètre.)
"Nous avons un cas de sosies cosmiques", a déclaré le co-auteur de l'étude Geoffrey Ryan, de l'Université du Maryland à College Park (UCMP), dans un communiqué. "Ils se ressemblent, agissent de la même manière et viennent de quartiers similaires, donc l'explication la plus simple est qu'ils appartiennent à la même famille d'objets."
Et passer d'un objet détecté à deux est un gros problème, a déclaré l'auteur principal de l'étude, Eleonora Troja, du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland et UCMP.
"Notre découverte nous dit que des événements comme GW170817 et GRB 150101B pourraient représenter une toute nouvelle classe d'objets en éruption qui s'allument et s'éteignent aux rayons X et pourraient en fait être relativement courants", a déclaré Troja dans la même déclaration.
L'équipe n'a pas observé d'ondes gravitationnelles du GRB 150101B. L'Observatoire avancé des ondes gravitationnelles de l'interféromètre laser (LIGO) ne fonctionnait pas en janvier 2015 et, même s'il l'avait été, il n'aurait probablement pas pu capter les ondes d'une source aussi éloignée, ont déclaré les membres de l'équipe d'étude. (GW170817, qui a été observé à la fois par Advanced LIGO et son homologue européen Virgo, s'est produit à seulement 130 millions d'années-lumière de la Terre.)
Sans mesures des ondes gravitationnelles, les chercheurs ne peuvent pas dire avec certitude à quel point les deux objets GRB 150101B étaient massifs. Il est donc possible que la fusion implique une étoile à neutrons et un trou noir, ont déclaré les membres de l'équipe d'étude.
"Nous avons besoin de plus de cas comme GW170817 qui combinent les ondes gravitationnelles et les données électromagnétiques pour trouver un exemple entre une étoile à neutrons et un trou noir. Une telle détection serait la première du genre", co-auteur Hendrik Van Eerten, de l'Université de Bath au Royaume-Uni, a déclaré dans la même déclaration. "Nos résultats sont encourageants pour trouver plus de fusions et effectuer une telle détection."
La nouvelle étude a été publiée en ligne aujourd'hui (16 octobre) dans la revue Nature Communications. Vous pouvez en lire une préimpression gratuitement sur arXiv.org.
Le livre de Mike Wall sur la recherche de la vie extraterrestre, "Out There", sera publié le 13 novembre par Grand Central Publishing. Suivez-le sur Twitter @michaeldwall. Suivez-nous @Spacedotcom ou Facebook. Publié à l'origine sur Space.com.
