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GRB 080913 : le plus lointain sursaut gamma jamais observé

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Images composites données par les instruments de Swift. En jaune et orange, l'image de GRB 080913 en gamma et X, le reste est en ultraviolet et dans le visible. Crédit : NASA/Swift/Stefan Immler

2008 est une année faste pour le satellite Swift de la Nasa, dédié à l'étude des sursauts gamma. Après avoir permis d'analyser le plus brillant d'entre eux, en mars dernier, il nous révèle maintenant le plus lointain, né alors que l'Univers n'était âgé que de 825 millions d'années.

Les sursauts gamma, que l'on appelle aussi des GRB à cause de leur dénomination anglaise (Gamma Ray Bursts), sont parmi les événements les plus violents de l'Univers et ils semblent se produire essentiellement à des distances de plusieurs milliards d'années-lumière. Leur origine n'est pas vraiment comprise mais la plupart sont probablement les produits ultimes de l'évolution d'étoiles très massives et peu riches en métaux qui finissent par s'effondrer pour donner un trou noir. On parle d'hypernova.

Ce genre d'étoiles devait être assez abondant au début de l'histoire de l'Univers et de fait, les GRB sont souvent localisés à des distances cosmologiques impliquant une période ancienne de l'histoire du cosmos. Le 13 septembre de cette année, les instruments à bord du satellite Swift de la Nasa ont donné l'alerte en découvrant GRB 080913.

Aussitôt ou presque, et automatiquement, les télescopes au sol de l'observatoire de La Silla, au Chili, se mirent en branle. C'est ainsi qu'un instrument de 2,2 m de diamètre équipé du Gamma-Ray Burst Optical/Near-Infrared Detector (GROND) commença, quelques minutes après les premières observations de Swift en gamma et en rayons X, à observer GRB 080913 dans 7 bandes de longueurs d'onde différentes, localisées dans l'infrarouge proche et le visible. Ce GRB s'était produit dans la constellation de l'Eridan.


Cliquez pour agrandir. Le GRB 080913 a été détecté dans la région de la sphère céleste délimitée par le carré blanc. Un zoom sur cet objet est donné en bas de cet article. Crédit : DSS/STScI/Aura

Selon la distance du GRB, la chute de la luminosité se produit d'abord dans une de ces bandes et cette technique donne ainsi une estimation rapide de la distance, et donc de la période de l'histoire de l'Univers observable à laquelle le sursaut s'est produit. Plus la longueur d'onde associée au début de l'observation d'une baisse de luminosité est grande, plus l'objet est lointain et vieux.

Dans le cas de GRB 080913, la distance fournie par les observations est de 12,8 milliards d'années-lumière, ce qui en fait le GRB le plus lointain jamais observé. Selon les astrophysiciens, cet objet devait très probablement résulter de l'effondrement en hypernova d'une étoile géante de première génération, celles qui ont synthétisé les premiers éléments lourds du cosmos tels que le carbone et l'oxygène.

Swift a le potentiel de faire une découverte encore plus intéressante car, selon certains chercheurs, des minis trous noirs reliques des tout premiers instants de l'Univers pourrait finir de s'évaporer, selon le processus prédit par Stephen Hawking, à des distances cosmologiques comparables. Là aussi, un flash intense mais court de rayons gamma serait produit.

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