Crédit :Instituto Nazionale di Astrofisica
Un outil puissant de caractérisation et de classification des sursauts gamma (GRB) permettant leur utilisation comme traceurs de l'histoire de l'expansion de l'univers a récemment été présenté par une équipe internationale de chercheurs. L'oeuvre, qui a été publié dans le Journal d'astrophysique , est une analyse statistique des propriétés des mystérieux GRB, visant à déterminer un sous-groupe de GRB et à rechercher l'origine physique de ces systèmes.
Les GRB sont les événements de haute énergie les plus puissants connus, durant quelque chose entre quelques secondes à quelques heures. Au cours de leur phase de courte durée d'émission de rayons gamma à très haute énergie (appelée prompt), ils émettent la même quantité d'énergie que le soleil libère pendant toute sa durée de vie. Ils ont été détectés à des distances telles que leur lumière a voyagé vers nous puisque l'univers n'était qu'un millième de sa taille actuelle. Malgré des décennies d'observations, les mécanismes physiques qui les produisent sont encore très mal connus de manière définitive. Il existe de nombreuses origines proposées, y compris les explosions d'étoiles extrêmement massives, les fusions d'étoiles à neutrons ou le spin down d'étoiles massives magnétisées.
Comme les GRB peuvent être détectés à des époques beaucoup plus précoces que les supernovae, la détermination de leur luminosité intrinsèque pourrait retracer l'histoire de l'expansion de l'univers jusqu'à des temps cosmologiques beaucoup plus éloignés que ce qui est actuellement possible. L'auteur principal, le Dr Maria Dainotti, a montré que les détails de la phase de plateau de rémanence des rayons X, moins énergétique mais beaucoup plus longue, peuvent définir une sous-classe de GRB longs de sorte qu'une corrélation très étroite apparaît entre la durée de la radiographie phase de plateau, sa luminosité, et la luminosité de la fonction de rayon gamma prompt (voir Fig. 1). Cette corrélation à trois paramètres identifie un plan dans lequel les axes, longueur, la largeur et la hauteur représentent ces quantités.
L'image montre le La (luminosité à la fin du plateau des rayons X), Ta (la durée d'image de repos du plateau) et Lpeak, (le pic de luminosité dans l'émission prompte) l'espace, avec un avion équipé de 183 GRB observés par Swift, y compris les GRB avec un SNe associé (cônes), flashs de rayons X (sphères), Court à Émission Étendue (cuboïdes), longs GRB (cercles), et les GRB (polyèdres) ultra-longs. Les couleurs plus foncées indiquent les données au-dessus de l'avion, tandis que les données de couleurs plus claires sous le plan. Crédit :Instituto Nazionale di Astrofisica
Les chercheurs ont subdivisé l'échantillon en catégories :l'avion identifié par les GRB d'or, et GRB avec des plateaux de rayons X très bien définis et moins raides. Cette analyse montre une dispersion encore plus faible par rapport aux plans dérivés des autres classes. Ceci suggère son utilisation pour des études cosmologiques où il est essentiel de connaître la luminosité précise des traceurs cosmologiques utilisés.
Il existe des preuves d'une origine physique différente pour les GRB courts présentant une émission étendue par rapport aux autres classes. Ceci est pertinent pour le domaine naissant de l'astronomie des ondes gravitationnelles, dans lequel un signal distinct peut être attendu en relation avec des événements ayant une association GRB courte ou longue. Ainsi, la distance des plans fondamentaux présentés par les GRB avec certaines caractéristiques devient un outil crucial pour discerner parmi les catégories de GRB, conduisant à une compréhension plus profonde de leur nature. Il existe une différence statistique entre le plan de l'échantillon d'or et le plan identifié par court à émission étendue.
Les chercheurs prennent des mesures vers l'identification du mélange diversifié d'espèces qui composent le zoo de rayons gamma, un programme très ambitieux qui déterminera à terme les mécanismes physiques responsables des nombreuses variétés de rayons gamma, et enfin tenir la promesse de leur utilisation comme sondes cosmologiques.
