Une équipe de scientifiques a utilisé le télescope spatial James Webb de la NASA pour observer un sursaut gamma exceptionnellement brillant, GRB 230307A, et sa kilonova associée. Les Kilonovas, une explosion produite par une étoile à neutrons fusionnant avec un trou noir ou avec une autre étoile à neutrons, sont extrêmement rares, ce qui rend difficile l’observation de ces événements. Les capacités infrarouges très sensibles de Webb ont aidé les scientifiques à identifier l’adresse des deux étoiles à neutrons qui ont créé la kilonova. Crédit : NASA, ESA, CSA, STScI, Andrew Levan (IMAPP, Warw)
Les scientifiques ont observé la création d’éléments chimiques rares dans le deuxième sursaut gamma le plus brillant jamais observé, jetant ainsi un nouvel éclairage sur la façon dont les éléments lourds sont fabriqués.
Les chercheurs ont examiné le sursaut gamma exceptionnellement brillant GRB 230307A, provoqué par la fusion d’une étoile à neutrons. L’explosion a été observée à l’aide d’un ensemble de télescopes au sol et dans l’espace, notamment le télescope spatial James Webb de la NASA, le télescope spatial Fermi Gamma-ray et l’observatoire Neil Gehrels Swift.
Publier leurs conclusions dans Naturel’équipe de recherche internationale qui comprenait des experts de l’Université de Birmingham, révèle qu’elle a trouvé l’élément chimique lourd tellure, à la suite de l’explosion.
D’autres éléments tels que l’iode et le thorium, nécessaires au maintien de la vie sur Terre, figureront probablement également parmi les matériaux éjectés par l’explosion, également connue sous le nom de kilonova.
Le Dr Ben Gompertz, professeur adjoint d’astronomie à l’Université de Birmingham et co-auteur de l’étude explique : « Les sursauts gamma proviennent de jets puissants se déplaçant presque à la vitesse de la lumière, dans ce cas provoqués par une collision entre deux étoiles à neutrons. Ces étoiles ont passé plusieurs milliards d’années à se rapprocher les unes des autres avant d’entrer en collision pour produire le sursaut gamma que nous avons observé en mars de cette année.
“Le site de fusion fait approximativement la longueur de la Voie Lactée (environ 120 000 années-lumière) en dehors de leur galaxie d’origine, ce qui signifie qu’ils doivent avoir été lancés ensemble. Les étoiles à neutrons en collision fournissent les conditions nécessaires à la synthèse d’éléments très lourds, et les étoiles à neutrons radioactives ” La lueur de ces nouveaux éléments a alimenté la kilonova que nous avons détectée alors que l’explosion s’estompait. Les Kilonovae sont extrêmement rares et très difficiles à observer et à étudier, c’est pourquoi cette découverte est si passionnante. ”
GRB 230307A a été l’un des sursauts gamma les plus brillants jamais observés – plus d’un million de fois plus lumineux que l’ensemble de la Voie lactée réunie. C’est la deuxième fois que des éléments lourds individuels sont détectés à l’aide d’observations spectroscopiques après la fusion d’une étoile à neutrons, fournissant ainsi des informations inestimables sur la façon dont se forment ces éléments essentiels à la vie.
L’auteur principal de l’étude, Andrew Levan, professeur d’astrophysique à l’université de Radboud aux Pays-Bas, a déclaré : « Un peu plus de 150 ans après que Dmitri Mendeleïev a écrit le tableau périodique des éléments, nous sommes enfin en mesure de commencer à remplir ces derniers espaces. de comprendre où tout a été fabriqué, grâce au télescope James Webb.
GRB 230307A a duré 200 secondes, ce qui signifie qu’il est classé comme un sursaut gamma de longue durée. Ceci est inhabituel car les sursauts gamma courts, qui durent moins de deux secondes, sont le plus souvent provoqués par des fusions d’étoiles à neutrons. Les longs sursauts gamma comme celui-ci sont généralement provoqués par la mort explosive d’une étoile massive.
Les chercheurs cherchent maintenant à en savoir plus sur le fonctionnement de ces fusions d’étoiles à neutrons et sur la manière dont elles alimentent ces énormes explosions génératrices d’éléments.
Le Dr Samantha Oates, co-auteur de l’étude alors qu’elle était chercheuse postdoctorale à l’Université de Birmingham (maintenant chargée de cours à l’Université de Lancaster), a déclaré : « Il y a quelques années à peine, des découvertes comme celle-ci n’auraient pas été possibles, mais Grâce au télescope spatial James Webb, nous pouvons observer ces fusions avec des détails exquis. »
Le Dr Gompertz conclut : « Jusqu’à récemment, nous ne pensions pas que les fusions pourraient alimenter des sursauts gamma pendant plus de deux secondes. Notre prochaine tâche consistera à découvrir davantage de ces fusions de longue durée et à mieux comprendre ce qui les motive. et si des éléments encore plus lourds sont créés. Cette découverte a ouvert la porte à une compréhension transformatrice de notre univers et de son fonctionnement.
Plus d’information:
Andrew Levan et al, Production d’éléments lourds dans une fusion d’objets compacts observée par JWST, Nature (2023). DOI : 10.1038/s41586-023-06759-1
Fourni par l’Université de Birmingham
Citation: Deuxième sursaut gamma le plus brillant jamais observé créant des éléments nécessaires à la vie (25 octobre 2023) récupéré le 25 octobre 2023 sur
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