Cette impression d'artiste fournit un schéma de la façon dont l'imageur à bord du satellite Integral de l'ESA (IBIS) peut reconstruire des images d'événements puissants tels que les sursauts gamma (GRB) en utilisant le rayonnement qui traverse le côté du télescope imageur d'Integral. IBIS utilise deux couches de détection, l'un sur l'autre, tandis que la plupart des télescopes à rayons gamma ne contiennent qu'une seule couche de détection. Dans IBIS, les rayons gamma de plus haute énergie déclenchent la première couche de détection (appelée ISGRI), perdre de l'énergie dans le processus, mais ils ne sont pas complètement absorbés. C'est ce qu'on appelle la diffusion Compton. Les rayons gamma déviés traversent ensuite la couche inférieure (appelée PICSIT) où ils peuvent être capturés et absorbés par les cristaux PICSIT car ils ont perdu de l'énergie lors de leur passage à travers la première couche. La partie en bleu de l'image décrit le champ de vision entièrement codé de l'instrument. IBIS peut voir dans les coins parce que les rayons gamma des GRB les plus puissants passeraient à travers le blindage en plomb sur le côté du télescope, puis à travers la première couche de détection avant de venir se poser dans la seconde couche. Les emplacements de diffusion dans les deux couches de détection et les dépôts d'énergie peuvent ensuite être utilisés pour déterminer la direction du GRB. Crédit :ESA/C.Carreau
Une collaboration mondiale de télescopes, dont l'observatoire spatial à haute énergie Integral de l'ESA, a détecté un mélange unique de rayonnement provenant d'une étoile morte dans notre galaxie, quelque chose qui n'a jamais été vu auparavant dans ce type d'étoile, et peut résoudre un mystère cosmique de longue date.
La découverte implique deux types de phénomènes cosmiques intéressants :les magnétars et les rafales radio rapides. Les magnétars sont des vestiges stellaires avec certains des champs magnétiques les plus intenses de l'Univers. Lorsqu'ils deviennent « actifs », ils peuvent produire de courtes rafales de rayonnement à haute énergie qui ne durent généralement même pas une seconde, mais sont des milliards de fois plus lumineuses que le Soleil.
Les rafales radio rapides sont l'un des principaux mystères non résolus de l'astronomie. Découvert pour la première fois en 2007, ces événements pulsent vivement dans les ondes radio pendant quelques millisecondes avant de s'estomper, et ne sont que rarement revus. Leur vraie nature reste inconnue, et aucune explosion de ce genre n'a jamais été observée non plus dans la Voie lactée, d'origine connue, ou émettre tout autre type de rayonnement au-delà du domaine des ondes radio—jusqu'à maintenant.
Fin avril, SGR 1935+2154, un magnétar découvert il y a six ans dans la constellation de Vulpecula, suite à une salve importante de rayons X, redevient actif. Peu après, les astronomes ont aperçu quelque chose d'étonnant :ce magnétar n'émettait pas seulement ses rayons X habituels, mais les ondes radio, trop.
"Nous avons détecté l'explosion de haute énergie du magnétar, ou "dur", Radiographies utilisant Integral le 28 avril, " dit Sandro Mereghetti de l'Institut national d'astrophysique (INAF-IASF) de Milan, Italie, auteur principal d'une nouvelle étude de cette source basée sur les données d'Integral.
« Le « Système d'alerte en rafale » sur Integral a automatiquement alerté les observatoires du monde entier de la découverte en quelques secondes seulement. C'était des heures avant que toute autre alerte ne soit émise, permettant à la communauté scientifique d'agir rapidement et d'explorer cette source plus en détail."
Les astronomes au sol ont repéré une rafale courte et extrêmement brillante d'ondes radio provenant de la direction de SGR 1935+2154 en utilisant le radiotélescope CHIME au Canada le même jour, sur la même période que l'émission de rayons X. Cela a été confirmé de manière indépendante quelques heures plus tard par le Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) aux États-Unis.
"Nous n'avons jamais vu une rafale d'ondes radio, ressemblant à un Fast Radio Burst, d'un magnétar avant, " ajoute Sandro.
« Surtout, l'imageur IBIS sur Integral nous a permis de localiser précisément l'origine du sursaut, clouer son association avec le magnétar, " déclare le co-auteur Volodymyr Savchenko du Integral Science Data Center de l'Université de Genève, La Suisse.
Vue d'artiste de SGR 1935+2154, un vestige stellaire hautement magnétisé, également connu sous le nom de magnétar. Crédit :ESA
"La plupart des autres satellites impliqués dans l'étude collaborative de cet événement n'ont pas été en mesure de mesurer sa position dans le ciel - et cela a été crucial pour identifier que l'émission provenait bien de SGR1935+2154."
"Il s'agit de la toute première connexion d'observation entre les magnétars et les rafales radio rapides, " explique Sandro.
"C'est vraiment une découverte majeure, et aide à mettre en évidence l'origine de ces phénomènes mystérieux."
Cette connexion soutient fortement l'idée que les Fast Radio Bursts émanent des magnétars, et démontre que les sursauts de ces objets hautement magnétisés peuvent également être repérés à des longueurs d'onde radio. Les magnétars sont de plus en plus appréciés des astronomes, car on pense qu'ils jouent un rôle clé dans la conduite d'un certain nombre d'événements transitoires différents dans l'Univers, des explosions de supernova super-lumineuses aux sursauts gamma lointains et énergétiques.
Lancé en 2002, Integral transporte une suite de quatre instruments capables d'observer et de prendre simultanément des images d'objets cosmiques en rayons gamma, rayons X, et la lumière visible.
Au moment de l'éclatement, le magnétar se trouvait dans le champ de vision de 30 degrés sur 30 degrés de l'instrument IBIS, conduisant à une détection automatique par le progiciel Burst Alert System du satellite, exploité par l'Integral Science Data Center à Genève, alertant immédiatement les observatoires du monde entier. À la fois, the Spectrometer on Integral (SPI) also detected the of X-rays burst, along with another space mission, China's Insight Hard X-ray Modulation Telescope (HXMT).
"This kind of collaborative, multi-wavelength approach and resulting discovery highlights the importance of timely, large-scale coordination of scientific research efforts, " adds ESA's Integral project scientist Erik Kuulkers.
"By bringing together observations from the high-energy part of the spectrum all the way to radio waves, from across the globe and in space, scientists have been able to elucidate a long-standing mystery in astronomy. We're thrilled that Integral played a key role in this."
The paper "INTEGRAL discovery of a burst with associated radio emission from the magnetar SGR 1935+2154" by S. Mereghetti et al. est publié dans le Lettres de revues astrophysiques .
