Une brève explosion de lumière à haute énergie a balayé le système solaire le 15 avril, déclencher de nombreux instruments spatiaux, y compris ceux à bord de la NASA et des missions européennes. Maintenant, plusieurs équipes scientifiques internationales concluent que l'explosion provient d'un vestige stellaire supermagnétisé connu sous le nom de magnétar situé dans une galaxie voisine.

Cette découverte confirme les soupçons de longue date selon lesquels certains sursauts gamma, ou GRB, qui sont des éruptions cosmiques détectées dans le ciel presque quotidiennement, sont en fait de puissantes fusées éclairantes provenant de magnétars relativement proches de chez nous.

« Découvrir l'existence d'une population d'éruptions magnétariques extragalactiques offrira de futures opportunités de recherche au LIGO et aux physiciens nucléaires pour approfondir les questions fondamentales de l'univers, " a déclaré Eric Burns, professeur adjoint du département de physique et d'astronomie du LSU, qui fait partie de cette découverte internationale.

L'éruption magnétar du 15 avril prouve que ces événements constituent leur propre classe de GRB. Burns a dirigé un article étudiant d'autres suspects en utilisant les données de nombreuses missions. Les résultats apparaîtront dans Le Lettres de revues astrophysiques . Explose près de la galaxie M81 en 2005 et de la galaxie d'Andromède, ou M31, en 2007 avait déjà été suggéré d'être des fusées éclairantes géantes, et l'équipe a identifié une fusée éclairante dans M83, aussi vu en 2007, mais il est nouvellement signalé. Les scientifiques ont également observé des éruptions géantes en 1979, 1998 et 2004.

"C'est un petit échantillon, mais nous avons maintenant une meilleure idée de leurs vraies énergies, et jusqu'où nous pouvons les détecter, " a déclaré Burns. " Quelques pour cent des GRB courts peuvent vraiment être des fusées éclairantes géantes magnétar. En réalité, ce sont peut-être les explosions de haute énergie les plus courantes que nous ayons détectées jusqu'à présent au-delà de notre galaxie, environ cinq fois plus fréquentes que les supernovae."

Les GRB sont les explosions les plus puissantes du cosmos et peuvent être détectées à travers des milliards d'années-lumière. Ceux qui durent moins de deux secondes environ, appelés GRB courts, se produisent lorsqu'une paire d'étoiles à neutrons en orbite, qui sont les restes écrasés d'étoiles éclatées, spirale l'une dans l'autre et fusionnent. Les astronomes ont confirmé ce scénario pour au moins quelques GRB courts en 2017, lorsqu'un sursaut a suivi l'arrivée d'ondes gravitationnelles, ou ondulations dans l'espace-temps, produit lorsque les étoiles à neutrons ont fusionné à 130 millions d'années-lumière.

"L'explication privilégiée pour la plupart des sursauts gamma courts est qu'ils sont émis par un jet de débris se déplaçant près de la vitesse de la lumière produite lors de la fusion d'étoiles à neutrons ou d'une étoile à neutrons et d'un trou noir, " a déclaré Eric Burns, membre de l'équipe Gamma-ray Burst Monitor de Fermi, puis au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "LIGO nous dit qu'il y a eu une fusion d'objets compacts, et Fermi nous dit qu'il y a eu un court sursaut gamma. Ensemble, nous savons que ce que nous avons observé était la fusion de deux étoiles à neutrons, confirmant de façon spectaculaire la relation."

Les magnétars sont des étoiles à neutrons avec les champs magnétiques les plus puissants connus, avec jusqu'à mille fois l'intensité des étoiles à neutrons typiques et jusqu'à 10 000 milliards de fois la force d'un aimant de réfrigérateur. Des perturbations modestes du champ magnétique peuvent provoquer des éruptions de magnétars avec des sursauts de rayons X sporadiques pendant des semaines ou plus. Les magnétars produisent rarement d'énormes éruptions appelées éruptions géantes qui produisent des rayons gamma, la forme de lumière la plus énergétique.

Peu avant 4 h 42 HAE le 15 avril, 2020, une brève, une puissante explosion de rayons X et de rayons gamma a balayé Mars, le déclenchement du détecteur russe de neutrons à haute énergie à bord du vaisseau spatial Mars Odyssey de la NASA, qui orbite autour de la planète depuis 2001. Environ 6,6 minutes plus tard, la rafale a déclenché l'instrument russe Konus à bord du satellite Wind de la NASA, qui orbite autour d'un point entre la Terre et le Soleil situé vers 930, 000 milles de distance. Après encore 4,5 secondes, le rayonnement a traversé la Terre, instruments de déclenchement sur le télescope spatial Fermi Gamma de la NASA, ainsi que sur le satellite INTEGRAL et le moniteur d'interactions atmosphère-espace de l'Agence spatiale européenne, ou ASIM, à bord de la Station spatiale internationale.

L'impulsion de rayonnement n'a duré que 140 millisecondes, ou aussi vite qu'un clignement d'œil ou un claquement de doigt.

Le Fermi, Rapide, Vent, Les missions Mars Odyssey et INTEGRAL participent toutes à un système de localisation GRB appelé InterPlanetary Network, ou IPN. Désormais financé par le projet Fermi, l'IPN fonctionne depuis la fin des années 1970 en utilisant différents engins spatiaux situés dans tout le système solaire. Parce que le signal a atteint chaque détecteur à des moments différents, n'importe quelle paire d'entre eux peut aider à affiner l'emplacement d'une rafale dans le ciel. Plus les distances entre les engins spatiaux sont grandes, meilleure est la précision de la technique.

L'IPN a placé la rafale du 15 avril, appelé GRB 200415A, carrément dans la région centrale de NGC 253, une galaxie spirale brillante située à environ 11,4 millions d'années-lumière dans la constellation du Sculpteur. C'est la position du ciel la plus précise jamais déterminée pour un magnétar situé au-delà du Grand Nuage de Magellan, un satellite de la galaxie et hôte d'une éruption géante en 1979, le premier jamais détecté.

Les éruptions géantes des magnétars de la Voie lactée et de ses satellites évoluent de manière distincte, avec une montée rapide jusqu'à la luminosité maximale suivie d'une queue plus progressive d'émission fluctuante. Ces variations résultent de la rotation du magnétar, qui amène à plusieurs reprises l'emplacement de l'éruption dans et hors de vue de la Terre, un peu comme un phare.

L'observation de cette queue fluctuante est la preuve concluante d'une éruption géante. Vu à des millions d'années-lumière, bien que, cette émission est trop faible pour être détectée avec les instruments d'aujourd'hui. Parce que ces signatures sont manquantes, les fusées éclairantes géantes dans le voisinage galactique peuvent se faire passer pour des GRB de type fusion beaucoup plus distants et puissants.

Récemment, La NASA a annoncé qu'elle avait choisi quatre missions d'astrophysique à petite échelle pour poursuivre le développement de concepts dans un nouveau programme appelé Pioneers. Grâce à de petits satellites et des ballons scientifiques, ces sélections permettent de nouvelles plateformes pour explorer des phénomènes cosmiques tels que l'évolution des galaxies, exoplanètes, neutrinos de haute énergie, et les fusions d'étoiles à neutrons. L'une des missions, appelé StarBurst, dirigé par Dan Kocevski, le Marshall Space Flight Center de la NASA, en tant que chercheur principal et Eric Burns en tant que responsable scientifique, est conçu pour étudier les GRB courts, en partenariat avec LIGO pour la poursuite de l'exploration cosmique, ensemble, ils continueront à comprendre ces sources.