Scientists Capture Footage of a Neutron Star Merger for the First Time

La compréhension de cet artiste illustre la fusion entre une étoile à neutrons et une autre étoile (vue comme un disque, en bas à gauche), qui provoque une explosion qui se traduit par une courte rafale de sursauts gamma, GRB 211106A (jet blanc, moyen) et ce qui est laissé derrière. Les scientifiques savent maintenant que c’est l’une des rémanences les plus brillantes jamais enregistrées (l’onde de choc hémisphérique au milieu à droite). Alors que la poussière dans la galaxie hôte obscurcissait la majeure partie de la lumière visible (représentée en couleurs), la lumière millimétrique de l’événement (représentée en vert) a réussi à s’échapper et à atteindre l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), offrant aux scientifiques une vue sans précédent. À partir de l’étude de cette explosion cosmique, l’équipe a confirmé que GRB 211106A est l’un des GRB de courte durée les plus énergétiques jamais observés. | Crédits : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Weiss (NRAO/AUI/NSF)

Pour la première fois, des scientifiques ont enregistré un éclat de lumière d’une longueur d’onde millimétrique provenant d’une étoile à neutrons fusionnant avec une autre étoile.

Ce n’est pas seulement la première fois que des scientifiques enregistrent avec succès une fusion d’étoiles à neutrons, cela confirme également que le flash de lumière qui en résulte est l’un des sursauts gamma de courte durée les plus énergétiques jamais observés, dépassant l’un des plus brillants. s’allume après l’enregistrement.

Dirigée par la Northwestern University et la Radboud University aux Pays-Bas, l’équipe a utilisé l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) pour effectuer les observations. Situé dans le désert d’Atacama au Chili, le réseau ALMA se compose de 66 radiotélescopes, ce qui en fait le plus grand télescope de ce type au monde.

“Ce court sursaut gamma est la première fois que nous essayons d’observer un tel événement avec ALMA”, déclare Wen-fai Fong de Northwestern, chercheur principal du programme ALMA.

“Il est très difficile de trouver des répliques pour de courtes rafales, donc capturer cet événement avec tant d’éclat était fantastique. Après de nombreuses années d’observation de ces rafales, cette découverte étonnante est une nouvelle étude car elle nous motive à observer davantage avec ALMA et d’autres réseaux de télescopes dans le futur.” Il ouvre l’espace. “

Comme l’explique l’Observatoire national de radioastronomie (NRAO), les sursauts gamma (GRB) sont les sursauts les plus brillants et les plus énergétiques de l’univers, et sont capables d’éjecter plus d’énergie en quelques secondes que le Soleil n’en émettra pendant toute sa durée de vie.

collision d'étoiles à neutrons
Dans le premier film en accéléré d’un sursaut gamma de courte durée dans une lumière de longueur d’onde millimétrique, nous voyons GRB 21106A capturé par l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Le millimètre de lumière vu ici identifie la galaxie hôte distante de l’événement sur des images prises à l’aide du télescope spatial Hubble. L’évolution de la luminosité de la lumière millimétrique donne un aperçu de l’énergie et de la géométrie des jets produits lors de l’explosion. | Crédits : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), T. Laskar (Utah), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)

Les GRB à court terme ont tendance à durer des fractions de seconde, et bien qu’ils éjectent une tonne d’énergie et laissent une étincelle secondaire (une émission de lumière causée par l’interaction des jets avec le gaz environnant), ils sont encore difficiles à détecter et à prendre. moins d’une demi-heure. Il a été détecté à des dizaines de longueurs d’onde radio. Jusqu’à présent, aucun n’a été détecté aux longueurs d’onde millimétriques.

“Les longueurs d’onde millimétriques peuvent nous renseigner sur la densité du milieu autour du GRB”, explique Genevieve Schroeder, co-auteur et étudiante diplômée du groupe de recherche de Fong.

“Et lorsqu’ils sont combinés avec des rayons X, ils peuvent nous dire la véritable énergie de l’explosion. Étant donné que l’émission à des longueurs d’onde millimétriques peut être détectée plus longtemps que les rayons X, l’émission millimétrique peut également être utilisée pour déterminer la largeur du jet GRB. “

“Ce qui rend le GRB 211106A si spécial, c’est non seulement qu’il s’agit du premier GRB à court terme que nous ayons détecté à cette longueur d’onde, mais aussi que nous pouvons mesurer l’angle d’incidence du jet grâce à la détection millimétrique et radio”, a déclaré Rouco Escorial. . Co-auteur et boursier postdoctoral au CIERA, ajoute.

“Les bandes millimétriques et radio nous ont fourni les informations dont nous avions besoin pour mesurer l’angle d’ouverture du jet. Cela est nécessaire pour déduire les vrais ratios de GRB courts dans notre univers et les comparer aux taux de fusion des étoiles à neutrons binaires ou des étoiles à neutrons et des trous noirs. “

L’explosion à laquelle les scientifiques ont assisté, appelée GR 211106A, s’est produite alors que l’Univers était encore assez jeune : seulement 40 % de son âge actuel. En conséquence, la lumière de l’explosion est incroyablement faible.

“La lumière de ce sursaut gamma de courte durée était si faible que, alors que les premières observations de rayons X avec l’observatoire Neil Gehrels Swift de la NASA ont vu le sursaut, la galaxie hôte était indétectable à cette longueur d’onde, et les scientifiques n’ont pas été en mesure de déterminer où l’éclatement est venu. »écrit NRAO.

« La lumière rémanente est essentielle pour déterminer de quelle galaxie provient une explosion et pour en savoir plus sur l’explosion elle-même. -futur professeur adjoint de physique et d’astronomie à l’Université de l’Utah Tanmoy Laskar, qui commencera à travailler comme professeur associé. . Il ajoute que dans les observations optiques faites avec le télescope spatial Hubble, une quantité importante de poussière dans la région empêche également la détection de l’objet.

“Les observations de Hubble ont révélé un champ immuable de galaxies”, a déclaré Laskar. “La sensibilité unique d’ALMA nous a permis de localiser plus précisément l’emplacement du GRB dans cet espace, et il s’est avéré qu’il se trouvait dans une autre galaxie plus faible plus éloignée. Cela signifie que cette courte rafale de rayons gamma est plus puissante que nous ne le pensions au départ, ce qui en fait l’une des rafales les plus brillantes et les plus énergiques jamais enregistrées.

Le rapport de recherche complet sur l’observation sera publié dans la prochaine édition de la revue. Lettres du journal astrophysique.


Crédit image : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Weiss (NRAO/AUI/NSF)

Leave a Comment