Conception d'artiste d'un sursaut gamma. Un jet de matière se déplaçant rapidement est propulsé vers l'extérieur à travers une coquille sphérique de matière éjectée de l'explosion initiale d'une étoile massive et de son effondrement dans un trou noir. Crédit :Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
Les astronomes comparant les données d'une enquête majeure en cours sur le ciel utilisant le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation aux données d'enquêtes antérieures ont probablement fait la première découverte de la rémanence d'un puissant sursaut de rayons gamma qui n'a produit aucun gamma rayons détectables sur Terre. La découverte sans précédent de ce sursaut gamma (GRB) « orphelin » offre des indices clés pour comprendre les conséquences de ces événements hautement énergétiques.
"Les GRB émettent leurs rayons gamma dans des faisceaux étroitement focalisés. Dans ce cas, nous pensons que les faisceaux ont été pointés loin de la Terre, les télescopes à rayons gamma n'ont donc pas vu cet événement. Ce que nous avons trouvé, c'est l'émission radio des suites de l'explosion, agissant dans le temps comme on s'y attend pour un GRB, " a déclaré Casey Law, de l'Université de Californie, Berkeley.
En recherchant les données de la première époque d'observation pour le VLA Sky Survey (VLASS) fin 2017, les astronomes ont noté qu'un objet qui est apparu dans les images d'un précédent relevé VLA en 1994 n'apparaissait pas dans les images VLASS. Ils ont ensuite recherché des données supplémentaires du VLA et d'autres radiotélescopes. Ils ont découvert que les observations de l'emplacement de l'objet dans le ciel remontant à 1975 ne l'avaient pas détecté jusqu'à ce qu'il apparaisse pour la première fois dans une image VLA de 1993.
L'objet est ensuite apparu dans plusieurs images réalisées avec le VLA et le télescope Westerbork aux Pays-Bas de 1993 à 2015. L'objet, surnommé FIRST J1419+3940, est à la périphérie d'une galaxie à plus de 280 millions d'années-lumière de la Terre.
"C'est une petite galaxie avec une formation d'étoiles active, semblable à d'autres dans lesquels nous avons vu le type de GRB qui se produit lorsqu'une étoile très massive explose, " dit Law.
Des séries d'images radio de FIRST J1419+3940 de 1993 à 2017 montrent son lent fondu. Crédit :Law et al., Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
La force de l'émission radio de J1419+3940 et le fait qu'elle a lentement évolué au fil du temps soutiennent l'idée qu'il s'agit de la rémanence d'un tel GRB, disaient les scientifiques. Ils ont suggéré que l'explosion et le sursaut de rayons gamma auraient dû être observés en 1992 ou 1993.
Cependant, après recherche dans les bases de données des observatoires gamma, "Nous n'avons pu trouver aucun candidat convaincant pour un GRB détecté dans cette galaxie, " dit Law.
Bien qu'il existe d'autres explications possibles pour le comportement de l'objet, les scientifiques ont dit qu'un GRB est le plus probable.
"C'est excitant, et pas seulement parce qu'il s'agit probablement du premier GRB « orphelin » à être découvert. C'est aussi le plus ancien GRB bien localisé, et la longue période pendant laquelle il a été observé signifie qu'il peut nous fournir de nouvelles informations précieuses sur les rémanences GRB, " dit Law.
"Jusqu'à maintenant, nous n'avons jamais vu comment les rémanences des GRB se comportent à des moments aussi tardifs, " a noté Brian Metzger de l'Université de Columbia, co-auteur de l'étude. "Si une étoile à neutrons est chargée d'alimenter le GRB et est toujours active, cela pourrait nous donner une opportunité sans précédent de voir cette activité alors que les éjectas en expansion de l'explosion de la supernova deviennent enfin transparents."
L'animation d'images de 1993 à 2017 montre l'émission radio d'un sursaut gamma présumé « orphelin » s'estompant avec le temps. Crédit :Law et al., Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
"Je suis ravi de voir cette découverte, qui, je pense, sera le premier d'une longue série à provenir de l'investissement unique que l'Observatoire national de radioastronomie (NRAO) et la National Science Foundation font dans VLASS, " a déclaré le directeur de la NRAO, Tony Beasley.
VLASS est le plus grand projet d'observation de l'histoire du VLA. Commencé en 2017, l'enquête utilisera 5, 500 heures d'observation sur sept ans. L'enquête rendra trois scans complets du ciel visibles depuis le VLA, environ 80 pour cent du ciel. Les premières images de la première série d'observations sont désormais disponibles pour les astronomes.
VLASS fait suite à deux relevés du ciel antérieurs réalisés avec le VLA. Le NRAO VLA Sky Survey (NVSS), comme VLASS, était un relevé tout ciel réalisé de 1993 à 1996, et le sondage FIRST (Faint Images of the Radio Sky at Twenty centimètres) a étudié une partie plus petite du ciel plus en détail de 1993 à 2002. Les astronomes ont découvert FIRST J1419+3940 en comparant une image de 1994 du sondage FIRST au VLASS 2017 Les données.
De 2001 à 2012, le VLA a subi une mise à niveau majeure, augmentant considérablement sa sensibilité, ou la capacité d'imager des objets faibles. La mise à niveau a rendu possible une nouvelle, enquête améliorée offrant une riche récompense scientifique. Les enquêtes précédentes ont été citées plus de 4, 500 fois dans des articles scientifiques, et les scientifiques s'attendent à ce que VLASS soit une ressource précieuse pour la recherche dans les années à venir.
Law et ses collègues publient leurs conclusions dans le Lettres de revues astrophysiques .
