La découverte de la rémanence. À gauche, une image du télescope dit Pan-STARRS à Hawaï prise avant l'explosion. À droite, une image de la même partie du ciel prise avec le télescope optique nordique quelques minutes après que l'explosion a été enregistrée par le satellite Swift. Crédit :Institut Niels Bohr
Une équipe de recherche internationale, avec la participation du Niels Bohr Institute de l'Université de Copenhague, a trouvé le même type de poussière interstellaire que nous connaissons de la Voie lactée dans une galaxie distante de 11 milliards d'années-lumière de la Terre. Ce type de poussière s'est avéré rare dans d'autres galaxies et la nouvelle découverte joue un rôle important dans la compréhension de ce qu'il faut pour que ce type particulier de poussière interstellaire se forme.
Les galaxies sont des structures complexes composées de nombreuses parties individuelles, comme les étoiles, gaz, poussière et matière noire. Même si la poussière ne représente qu'une petite partie de la quantité totale de matière dans une galaxie, il joue un rôle majeur dans la formation des étoiles et dans la façon dont la lumière des étoiles s'échappe des galaxies. Les grains de poussière peuvent à la fois absorber et diffuser la lumière. Les particules de poussière jouent également un rôle décisif dans la formation des planètes et donc aussi pour la compréhension de notre propre existence sur Terre.
La poussière des galaxies est constituée de petits grains de carbone, silicium, fer à repasser, aluminium et autres éléments plus lourds. La Voie Lactée a une teneur très élevée en poussières carbonées, ce qui s'est avéré très rare dans d'autres galaxies. Mais maintenant, un type de poussière similaire a été trouvé dans quelques-uns, galaxies très lointaines que les chercheurs ont pu étudier grâce à la lumière des sursauts gamma. Les sursauts gamma proviennent d'étoiles massives qui explosent lorsque le carburant de son cœur est épuisé. L'explosion fait que les étoiles mourantes émettent de puissants éclats de lumière que les astronomes peuvent utiliser pour analyser la composition des galaxies. Spécifiquement, ils peuvent mesurer le contenu élémentaire et analyser leur chemin vers les propriétés des propriétés de la poussière en examinant la lumière qui s'échappe des galaxies.
La poussière carbonée est enregistrée dans les mesures en tant que « bosse de poussière », C'est, une valeur élevée de poussière avec ladite composition. Cette bosse de poussière ultraviolette a maintenant été détectée dans un sursaut de rayons gamma, qui a été nommé GRB180325A et le résultat vient d'être accepté pour publication dans la revue Lettres de revues astrophysiques . L'auteur principal est Tayyaba Zafar qui a terminé son doctorat. étudie à l'Institut Niels Bohr de Copenhague et travaille maintenant à l'Observatoire australien d'Angle en Australie. Plusieurs autres chercheurs du NBI sont co-auteurs de l'article.
GRB180325A a été détecté par l'observatoire Swift (NASA) de Neil Gehrel le 28 mars 2018. Swift est une mission satellite qui détecte les rayons gamma des étoiles mourantes. Lorsqu'une telle détection du satellite frappe les astronomes, une période mouvementée commence. Les astronomes tentent d'observer cette partie du ciel le plus rapidement possible afin d'obtenir les informations cruciales qui leur permettent d'étudier l'intérieur de la galaxie d'où provient l'explosion. Dans ce cas, Kasper Heintz, qui a fait sa thèse de maîtrise à l'Institut Niels Bohr et est maintenant titulaire d'un doctorat. étudiant à l'Université d'Islande, était de service. Il a activé le télescope optique nordique (NOT) à La Palma, où le professeur Johan Fynbo de l'Institut Niels Bohr observait pour un autre projet. Les premières observations de la lumière du sursaut gamma ont été obtenues quelques minutes seulement après la découverte par Swift.
Spectres de la rémanence du GRB 180325A pris avec le NOT et le X-shooter ESO/VLT. La bosse de poussière est considérée comme le renflement vers le bas, qui est dans le spectre autour de 7000 Å. En comparaison, vous pouvez voir la bosse de poussière de la Voie lactée dans le petit encart à gauche. Crédit :Tayyaba Zafar (AAO) et al
Les observations de NOT ont montré que l'étoile avait explosé dans une galaxie avec un décalage vers le rouge de 2,25, ce qui signifie que la lumière a parcouru environ 11 milliards d'années-lumière. Les observations ont immédiatement montré que la bosse de poussière, connu de la Voie Lactée, était présent dans cette galaxie. L'équipe a ensuite observé le sursaut gamma avec le spectrographe X-shooter du Very Large Telescope de l'ESO (European Southern Observatory) sur le Cerro Paranal au Chili. En tout, quatre spectres de la rémanence du sursaut gamma ont été sécurisés – le tout avec une détection claire de la bosse de poussière.
« C'est un bel exemple de la façon dont les observations dans l'espace et dans le monde peuvent travailler ensemble et créer des avancées dans la recherche. Le travail donne également lieu à un grand merci à la Fondation Carlsberg, sans lequel l'astronomie danoise n'aurait ni accès au Very Large Telescope ni PAS, ", explique le professeur Johan Fynbo.
"Nos spectres montrent que la présence de carbone atomique semble être une exigence pour la poussière qui provoque la formation de la bosse de poussière, " dit Kasper Heintz.
La bosse de poussière a déjà été vue dans les observations de quatre autres sursauts gamma, dont le dernier a été détecté il y a 10 ans.
"D'autres observations de ce type nous permettront de trouver plus de galaxies avec cette bosse de poussière et ainsi de mener une étude plus systématique des similitudes et des différences de composition de la poussière tout au long de l'histoire de l'Univers et dans des galaxies aux propriétés différentes, ", explique le Dr Tayyaba Zafar.
