Une récente analyse de l’explosion cosmique la plus énergétique jamais observée révèle des résultats inattendus

Dans une étude publiée récemment dans la revue Nature Astronomy, des astronomes présentent de surprenantes découvertes concernant l’explosion cosmique la plus énergétique jamais observée, le sursaut gamma GRB 221009A. Les résultats d’une récente série d’analyses ne concordent pas avec les estimations des chercheurs.

Les sursauts gamma (ou GRB, pour Gamma-Ray Bursts) sont des explosions extrêmement énergétiques qui ont lieu dans les galaxies. Ils figurent parmi les phénomènes les plus puissants de l’Univers et résultent généralement de la formation de trous noirs lors de l’effondrement d’étoiles massives ou de la fusion d’étoiles à neutrons.

Le 9 octobre 2022, des chercheurs ont pu observer le GRB le plus brillant et le plus énergétique à ce jour, baptisé GRB 221009A. L’événement a produit une quantité massive de rayons gamma et était observable à travers une large gamme de longueurs d’ondes, allant des rayons gamma aux ondes radio. Le phénomène est toujours au cœur de diverses études ayant comme objectif commun une meilleure compréhension des mécanismes liés aux sursauts gamma et de leur rôle dans l’évolution de l’univers.

Les scientifiques estiment que GRB 221009A est issu de la naissance d’un trou noir — résultant de la mort violente d’une étoile massive et libérant une quantité extrême d’énergie. Dans une récente étude, des chercheurs du Centre d’exploration et de recherche interdisciplinaire en astrophysique (CIERA) aux États-Unis ont réalisé de nouvelles découvertes intéressantes.

Une supernova comme les autres ?

Une récente analyse menée par les chercheurs du CIERA a révélé que la supernova associée à GRB 221009A était « étonnamment ordinaire », à leur grande surprise. Les astrophysiciens s’attendaient effectivement à ce que l’effondrement d’une étoile ayant produit un GRB aussi énergétique et brillant ait produit une supernova tout aussi exceptionnelle en matière de luminosité et d’énergie, ce qui n’est pas le cas. « Nous avons ce GRB extrêmement lumineux, mais une supernova normale », déclare dans un communiqué l’astrophysicien Peter Blanchard, l’un des auteurs de l’étude.

Il a fallu attendre environ six mois après l’explosion pour mener des observations, en raison de l’intensité de la lumière au début de l’événement. Les scientifiques ont utilisé le télescope spatial James Webb pour examiner plus en détail la lumière émise. C’est ainsi qu’ils ont pu déterminer que la supernova était relativement banale en matière de caractéristiques et de luminosité. L’intensité remarquable de GRB 221009A est en réalité due au fait que le jet de rayonnement gamma était dirigé presque directement vers la Terre (direction d’observation).

Une absence de matériaux lourds

Suite à l’explosion, les scientifiques ont également cherché à enrichir leur compréhension de la synthèse des éléments lourds comme l’or et le platine dans l’univers, en essayant notamment d’en déceler dans le spectre de lumière émise. En effet, les éléments plus lourds que le fer sont principalement formés lors d’événements cosmiques extrêmement énergétiques, comme les supernovæ et les collisions d’étoiles à neutrons.

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Afin de mener une analyse complète, ils ont utilisé des données collectées par le télescope spatial James Webb et des observations radio du grand réseau millimétrique/submillimétrique d’Atacama (ALMA). Les résultats étaient quelque peu décevants et à la fois surprenants, car ils n’ont montré aucun matériau lourd. Les chercheurs n’ont détecté que des signes d’éléments légers comme le calcium et l’oxygène, qui sont généralement produits dans les supernovæ.

Les scientifiques soulignent cependant que ce résultat ne signifie pas nécessairement que les GRB ne produisent pas d’éléments lourds. Cela indique simplement que la production de ces matériaux n’est pas directement liée à la puissance d’un GRB, comme l’avaient d’ailleurs supposé d’autres chercheurs.

Source : Nature Astronomy