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Le plus puissant sursaut gamma sous l'œil de Hubble

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Le 19 mars 2008, le télescope spatial Swift détectait le plus puissant sursaut gamma enregistré jusqu'à présent. L'énergie libérée est tellement énorme qu'elle pourrait bien défier les modèles théoriques connus. Pour tenter d'en apprendre davantage, une équipe d'astronomes vient de pointer vers lui le télescope spatial Hubble.

Le GRB 080319B vu par Hubble (cercle bleu). Crédit : Nasa, Esa, N. Tanvir, E. Rol (University of Leicester), A. Fruchter (STScI), A. Levan (University of Warwick)

Le satellite Swift, de la Nasa, a spécialement été conçu pour détecter et analyser les sursauts gamma, les événements astrophysiques les plus violents de l'Univers exceptées, sans doute, les collisions entre amas de galaxies. Le 19 mars de cette année, un sursaut gamma record a fait son apparition dans le monde de l'astrophysique, non seulement à cause de l'énergie émise sous forme de rayons gamma, mais aussi parce qu'il était visible à l'œil nu. Or, on pense que de nombreux sursauts gamma se sont produits assez tôt dans l'histoire de l'Univers et qu'ils se trouvent donc à de très grandes distances. Le fait que le GRB (Gamma Ray Burst) puisse être observé aussi dans le visible sans instruments implique donc une luminosité intrinsèque phénoménale.

Les astrophysiciens se sont empressés de vérifier qu'il ne s'agissait pas d'un sursaut gamma s'étant produit à une distance assez faible de notre Galaxie. Il leur a fallu se rendre à l'évidence, GRB 080319B, qui est apparu comme une petite étoile de magnitude 5 dans la constellation du Bouvier, se trouvait bel et bien à 7,5 milliards d'années-lumière de la Terre !

Un défi à la théorie de la relativité ?

Pendant une minute, le GRB a libéré une énergie colossale, équivalente à celle de dix millions de galaxies. Une telle luminosité ne semble avoir d'explication satisfaisante que si l'on imagine un objet astrophysique produisant deux faisceaux d'énergie étroitement collimatés et interceptant la Terre. Dans le cas contraire, si l'on imaginait par exemple une puissante supernovae explosant de façon à peu près sphérique, il faudrait convertir plus que toute la masse de l'étoile génitrice pour produire la luminosité de GRB 080319B ! Il existe en effet des limites à la masse d'une étoile, qui sont assez solides. Il faudrait donc envisager que la formule E=mc2 d'Einstein puisse être fausse, une conclusion que nombre de théoriciens ne sont pas prêts à admettre, étant donné en plus les innombrables vérifications très précises de la théorie de la relativité restreinte. Or, dans le cadre de ce modèle avec faisceaux, la luminosité d'un sursaut gamma devrait décroître assez rapidement. Mais ce n'est pas ce qui est observé...

L'effondrement d'une étoile massive

L'explication la plus probable reste celle d'une hypernova, la meilleure pour un tel sursaut gamma de longue durée, d'une minute dans le cas de GRB 080319B. On serait bien en présence d'une étoile au moins 50 fois plus massive que le Soleil et dont le cœur se serait effondré pour former un trou noir accrétant la matière de l'étoile et libérant de l'énergie sous forme des jets collimatés.

Malgré tout, la quantité d'énergie libérée reste énigmatique et c'est pourquoi l'observation de l'évolution de la courbe de lumière de ce sursaut gamma par Hubble est importante. Le GRB, près de trois semaines après son apparition, continue à être plus brillant que la galaxie ayant probablement abrité l'étoile qui l'a engendré. L'image obtenue dans le visible par Hubble présentée ici est extraite de campagnes d'observations effectuées par des astronomes des Universités de Warwick et Leicester et, bien sûr, par des membres de la Nasa et de l'Esa. Ces campagnes devraient se poursuivre en mai et on en saura peut-être plus dans quelques mois quand toutes les données à différentes longueurs d'onde auront été analysées et comparées.

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