Une étude plus approfondie du sursaut gamma brillant GRB 230307A montre qu'il a été causé par la fusion d'étoiles à neutrons

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L'environnement du GRB 230307A. a, Image en fausses couleurs combinant trois filtres de JWST (F150W, F277W et F444W). La galaxie brillante marquée par G1 est la galaxie hôte la plus probable avec un décalage de 40 kpc. b – e, Zoom avant sur l'emplacement transitoire, correspondant à la case blanche en a. La galaxie G* à fort redshift est marquée dans le cercle magenta en e . f , Rapport du flux de rayons X de 0,3 à 10 keV à 11 h (F _X,11h ) à la fluence des rayons gamma de 15 à 150 keV (ϕ _γ ) par rapport au décalage physique projeté par rapport à la galaxie hôte GRB. Les points de données violets et gris représentent respectivement les GRB courts et longs. Crédit :*Nature* (2024). DOI :10.1038/s41586-023-06979-5

Une équipe internationale d'astronomes et d'astrophysiciens a trouvé des preuves que le sursaut gamma brillant GRB 230307A observé l'année dernière était dû à la fusion de deux étoiles à neutrons, et non à l'effondrement d'une étoile massive. Dans leur étude, publiée dans la revue Nature , le groupe a analysé les données du télescope spatial Hubble et du télescope spatial James Webb.

Des recherches antérieures ont montré que les éclairs lumineux occasionnels les plus puissants dans le ciel nocturne sont provoqués par des sursauts gamma. Il existe deux types fondamentaux de GRB :ceux qui durent plus de deux secondes et ceux qui sont plus courts. L'étude de ces sursauts a montré que les sursauts les plus courts sont généralement le résultat de la fusion d'étoiles à neutrons. En revanche, on pense que des sursauts plus longs se produisent lorsqu'une étoile massive s'effondre.

Les étoiles à neutrons sont créées lorsque des étoiles supergéantes massives s'effondrent lors d'une supernova. Une fois créés, ils peuvent errer seuls sans but dans l’espace. Parfois, cependant, ils se déplacent à proximité d’une autre étoile à neutrons, formant ainsi un système binaire de neutrons. Lorsqu'ils tournent autour les uns des autres, ils libèrent des ondes gravitationnelles, qui peuvent être mesurées ici sur Terre.

Au fur et à mesure qu’ils tournent en spirale, ils sont également attirés plus étroitement les uns vers les autres jusqu’à ce qu’ils finissent par fusionner, émettant un énorme éclat de rayons gamma, qui sur Terre ressemble à un éclat de lumière brillant – ces éclats sont appelés kilonovae. En étudiant le GRB 230307A, les chercheurs ont découvert que non seulement il avait été la source du deuxième plus grand sursaut gamma jamais enregistré, mais qu'il était également dû à une kilonova, ce qui confondait les théories sur la façon dont les GRB sont créés.

Dans le cadre de leurs recherches, l’équipe a étudié les événements ayant conduit à la fusion, la fusion elle-même et les matériaux laissés après la collision – la première étude du genre. En se concentrant sur les noyaux atomiques laissés après la collision, les chercheurs ont trouvé des preuves de la création de plusieurs éléments lourds, dont l'or et l'argent. Une étude plus approfondie de la façon dont ces éléments se sont formés, suggèrent-ils, pourrait aider à mieux comprendre comment l'univers dans son ensemble s'est formé.

Plus d'informations : Yu-Han Yang et al, Une kilonova riche en lanthanides à la suite d'un long sursaut gamma, Nature (2024). DOI :10.1038/s41586-023-06979-5

Informations sur le journal : Nature