La collision d’étoiles à neutrons crée un flash colossal « changeant de paradigme »
Certains des événements les plus dramatiques de l'univers sont les sursauts gamma (GRB), de brèves impulsions de lumière si brillantes qu'elles peuvent être vues à des milliards d'années-lumière de distance. Les chercheurs divisent ces événements en GRB courts qui durent quelques secondes et en GRB longs qui durent jusqu'à une minute. Pendant longtemps, les chercheurs ont pensé que tous les longs sursauts gamma étaient causés par l'effondrement d'étoiles massives. Mais maintenant, de nouvelles recherches suggèrent que certains longs GRB pourraient être causés par la fusion de deux étoiles à neutrons.
Une étoile à neutrons est le noyau dense qui reste après l'effondrement d'une énorme étoile, et est l'un des objets les plus denses de l'univers, juste derrière les trous noirs. Les étoiles à neutrons ont une très petite taille, à environ 6 miles de diamètre, mais détiennent plus de masse que le soleil entier. Ainsi, lorsque deux étoiles à neutrons entrent en collision et fusionnent chacune, le résultat est explosif. La fusion de deux étoiles à neutrons est appelée kilonova , un événement rare qui produit un énorme flash de lumière et est connu pour produire de courts GRB.
Mais lorsque deux équipes de scientifiques ont enquêté sur un GRB récemment identifié qui a duré 50 secondes, le plaçant bien dans la longue classification GRB, ils ont découvert qu'il n'était pas causé par un effondrement massif d'étoiles mais plutôt par une fusion d'étoiles à neutrons.
"Cet événement ne ressemble à rien d'autre que nous ayons vu auparavant à partir d'un long sursaut gamma", a déclaré la chercheuse principale Jillian Rastinejad de l'Université Northwestern dans un communiqué . « Ses rayons gamma ressemblent à ceux des sursauts produits par l'effondrement d'étoiles massives. Étant donné que toutes les autres fusions d'étoiles à neutrons confirmées que nous avons observées ont été accompagnées de sursauts d'une durée inférieure à deux secondes, nous avions toutes les raisons de nous attendre à ce que ce GRB de 50 secondes soit créé par l'effondrement d'une étoile massive. Cet événement représente un changement de paradigme passionnant pour l'astronomie des sursauts gamma.
Cela signifie que les causes des GRB doivent être plus complexes qu'on ne le pensait auparavant. Si les fusions d'étoiles à neutrons peuvent déclencher à la fois des GRB longs et courts, il doit y avoir quelque chose à propos des étoiles à neutrons ou des GRB qui reste à comprendre.
"Lorsque vous assemblez deux étoiles à neutrons, il n'y a pas vraiment beaucoup de masse là-bas", a expliqué le co-auteur Wen-fai Fong. "Un peu de masse s'accumule puis alimente une rafale de très courte durée. Dans le cas d'effondrements massifs d'étoiles, qui alimentent traditionnellement des sursauts gamma plus longs, le temps d'alimentation est plus long.
La recherche peut également être utilisée pour aider à trouver des événements kilonova plus insaisissables à étudier en suivant la piste des GRB longs ainsi que des courts.
"Cette découverte est un rappel clair que l'Univers n'est jamais entièrement compris", a déclaré Rastinejad. "Les astronomes tiennent souvent pour acquis que les origines des GRB peuvent être identifiées par leur longueur, mais cette découverte nous montre qu'il reste encore beaucoup à comprendre sur ces événements étonnants."
La recherche est publiée dans la revue Nature .