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L'origine des sursauts gamma enfin dévoilée ?

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Les sursauts gamma (GRB, gamma ray burst) sont des phénomènes extrêmement violents. Il existe deux types de sursauts gamma, les courts et les longs qui révèlent l'existence d'explosions inexpliquées aux confins de l'Univers. Pas moins de 10% de ces sursauts sont soupçonnés d'avoir leur origine à une distance supérieure à l'objet le plus lointain connu dans l'Univers.

Première lumière visible du court sursaut gamma observé le 9 juillet 2005

Mais la nature même de ces explosions demeura longtemps une véritable énigme. Depuis leur découverte dans les années 60 par des satellites militaires américains, les astrophysiciens ont bien émis plusieurs hypothèses mais aucune n'a rassemblé un large consensus.

Ces dernières années, des avancées significatives ont été faites en raison de l'utilisation de télescopes spatiaux dédiés à leur étude et des progrès accomplis au niveau des moyens au sol. Ce n'est que tout récemment que les astronomes sont parvenus à localiser les sites d'origine de certains de ces sursauts. Depuis 1997, ils ont ainsi identifié, dans le visible, près de vingt sources associées. Ces sources sont d'origine cosmologiques, situées en dehors de notre Galaxie : l'énergie libérée par un sursaut en quelques secondes est donc bien plus grande que celle que produira notre Soleil tout au long de sa vie.

Enfin, des observations plus poussées ont permis d'associer les sursauts les plus longs à l'effondrement d'étoiles très massives signalant la naissance de trous noirs. Ces derniers jours, une équipe internationale d'astronomes sous la conduite du MIT (Massachusetts Institute of Technology) a annoncé qu'elle a découvert la preuve de l'origine des mystérieux sursauts gamma courts, ces évènements cosmiques des plus violents qui marquent la collision explosive de deux étoiles très compacts.

Tout a commencé par la détection d'un sursaut gamma par le satellite de la NASA HETE-2 survenu le 9 juillet 2005. Ce sursaut a été très court, environ 70 millisecondes. Devant l'intérêt du phénomène, les scientifiques ont utilisé des moyens au sol et les télescopes spatiaux Chandra et Hubble de façon à identifier la post luminescence dans le rayonnement X et pour la première fois dans l'optique. Performance remarquable quand on sait que la post luminescence, très faible, disparaît ou devient pratiquement inobservable au bout de quelques jours voire 1 ou 2 semaines.

Mais ce n'est pas tout. L'observation de la post luminescence dans le visible a permis de découvrir la galaxie hôte du sursaut et de déterminer que la signature était celle de deux étoiles à neutrons ou d'une étoile à neutrons et d'un trou noir fusionnant, suivi d'une explosion colossale. La collision s'est produite il y a environ 2 milliards d'années, générant une explosion si brillante que nous en voyons encore la lueur aujourd'hui.

Reste que s'il se confirme que les GRB courts sont associés à la fusion de deux étoiles à neutrons, la violence de l'évènement devrait déclencher ce qu'Albert Einstein a prédit en 1916, des ondes gravitationnelles. Ce phénomène n'a jamais été observé directement et les scientifiques attendent beaucoup de Ligo, un interféromètre laser capable en théorie de les détecter (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory).

HETE-2

HETE-2 est une mission internationale placée sous la direction du centre de la recherche spatiale du MIT (Massachusetts Institute of Technology) et auquel participe le CNES et l'Ecole Nationale Supérieure de l'Aéronautique et de l'Espace.

Le satellite, d'un poids de 123 kg, est équipé d'un détecteur de rayonnement gamma et de deux détecteurs de rayons X, sensibles dans la gamme de 0,5 keV à plus de 400 keV. Les deux détecteurs de rayons X sont couplés à des imageurs de très grande précision, permettant de déterminer la position de la source avec une résolution de 10 minutes d'arc à 10 secondes d'arc (soit une valeur inférieure au diamètre moyen de la planète Vénus vue depuis la Terre). En complément, HETE-2 effectue une mission de surveillance continue du fond du ciel dans le rayonnement X.

La particularité de la mission de HETE-2 est la transmission en temps réel de ses observations, afin de pouvoir organiser un réseau d'alerte à l'échelle mondiale. Cela permet de synchroniser ses observations avec les chercheurs au sol. Le satellite tourne en permanence le dos au Soleil, ce qui non seulement optimise l'exposition de ses panneaux solaires, mais encore privilégie l'observation de la zone du ciel correspondant à la nuit terrestre (jusqu'à 120° de part et d'autre du Soleil), facilitant ainsi le travail des astronomes.

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