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Origine et 1 Modèle Théorique des GRB

Dossier - Les Sursauts gamma et les trous noirs
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Une intéressante approche du problème actuel des sursauts gamma, avec l'exposé des principales hypothèses quant à leur origine.

  
DossiersLes Sursauts gamma et les trous noirs
 

Plusieurs modèles ont été proposés pour expliquer le phénomène des GRBs.
Je décris ici un modèle de trou noir entouré d'une coquille de matière baryonique (R. Ruffini et al 2000). La coquille est située bien au-delà de la dyadosphère du trou noir (dyadosphère= région où le champ permet la création de paires e+/e-). Une impulsion d'énergie électromagnétique (pair electromagnetic pulse -PEM pulse) provenant d'un trou noir avec structure électromagnétique (EMBH - Electromagnetic Black Hole) peut entrer en collision avec le BMR (baryonic matter remnant). Le plasma qui impacte sur la coquille créerait donc un GRB et transférerait de l'énergie cinétique à la coquille baryonique. L'on est en train d'analyser théoriquement aussi l'interaction de cette énergie cinétique avec l'ISM (InterStellar Medium).

D'autres modèles théoriques des GRB sont :

 Trous noirs en collision.
 Étoiles en éffondrement/explosion - collapsar/hypernova model - (voir D.L.Bland/Proceedings of 8th Marcel Grossman meeting on General Relativity (MG 8) www.worldscientific.com) (aussi possibilité coquille de matière débris restante et double jet). L'on a dit que c'est le modèle le plus probable (Hubert Reeves dans La Nuit des Étoiles 11, août 2001, Fr. 2).
 Étoiles à neutrons binaires qui s'approchent, se fusent (coalescence) et s'éffondrent individuellement produisant un GRB (Mathews/MG8) (et double jet).
 Un cinquième modèle est celui de la formation d'un millisecond pulsar avec champ B (magnétique) très fort (~10E15Gauss)-L.Stella.
 Modèle magnetar ( avec l'idée de séismes qui restructureraient le champ B ) - SGRs (avec des exemples de périodes de répétition de 8s, de 5.16s ou chaotiques). Réf. 12. 5 magnetars découverts. L'activité peut durer des jours ou des mois.
 Citons cette référence : « Pendant les 10,000 premières années de sa vie, la magnétoile est une source gamma à répétition et connaît des périodes d'activité au cours desquelles elle émet soit une succession de sursauts courts et relativement faibles (à des intervalles de quelques années), soit un sursaut majeur (à peu près un par siècle). Elle évolue ensuite en un pulsar à rayons X anormal et reste observable sous cette forme pendant environ 40 000 ans environ. Après cette période, la magnétoile sombre dans l'inactivité et l'obscurité. Elle cesse d'évoluer et rentre dans les rangs des milliards d'objets sombres de notre Galaxie. »
 Modèle à double détente. Une SN deviendrait un GRB (10 ans après par exemple). La SN devient une étoile à N. Puis l'apport de matière donne un grossissement. Puis il y a éffondrement en TN et GRB. Réf. 13.

5. Remerciements

Je remercie Prof. Remo Ruffini et She-Sheng Xue et les gens du groupe G9/Lab. ICRA pour leurs discussions personnelles. Je remercie Patricia Caraveo. Support financier du MENRT (www.education.gouv.fr) et ICRA.

International Center for Relativistic Astrophysics
Facolta di Scienze, Matematiche, Fisiche e Naturali
Dip. di Fisica, Universita di Roma "La Sapienza"
P.le Aldo Moro 5
00185 Roma, Italia
http://www.icra.it 

6. Références/bibliographie

1 F. Shu, The Physical Universe, An Introduction to Astronomy/ University Science Books, Sausalito, California 1982, p 237.
2 Encyclopaedia Universalis/ Dictionnaire de l'Astronomie/ Albin Michel 1999, pp 760-1, pp 864-5.
3 R. Preece et al, The BATSE Gamma-Ray Burst Spectral Catalog I. High Time Resolution Spectroscopy of Bright Bursts Using High Energy Resolution Data. APJ Supplement Series 126:19-36, 2000 January.
4 M. Botcher and C.Dermer, A New Approach to Statistics of Cosmological Gamma Ray Bursts, APJ 529:635-643, 2000 Feb 1
5 M. Milgrom and V. Usov, Induction of Supernova-like Explosions by Gamma-Ray Bursts in Close Binary Systems. APJ 531:L000 , 2000 March 10
6 Remo Ruffini et al, On the pair-electromagnetic pulse from an electromagnetic Black Hole surrounded by a Baryonic Remnant. Astronomy and Astrophysics preprint March 24, 2000
7 G. Fishman, Gamma-Ray Bursts: An Overview, sub. to Publ. Astron.Soc. Pac. May 22, 1995
8 Newton-Lo spettacolo della scienza No 6, p177 www.newton.rcs.it , magazine de science italien.
9 Brochure: All'estremo Orizzonte dell'Universo (La missione spaziale AGILE per l'astronomia Gamma), IFC/CNR Via Bassini, Milan.
10 Article de Fishman et Hartmann, Impulsi di raggi gamma, Le Scienze -quaderni (cahiers du magazine populaire scientifique italien), No. 99 dicembre 1997
10b Article des mêmes auteurs dans Pour La Science, N° 239, septembre 1997. Les Sursauts Gamma. www.pour-la-science.com/numeros/p15-239/art-7.htm
 11 Encyclopaedia of Space, Nicholas Booth, 1990. p82,170.
12 Pour La Science, Dossier N° 30, janvier 2001, hors série, Vie et Mœurs des Étoiles, Les Magnétoiles, Kevin Hurley.
13 Ciel et Espace, février 2001 www.cieletespace.fr 

Autres références intéressantes:

 http://www.nasa.gov/
 http://www.stsci.edu/ (Hubble) Space Telescope Science Institute
 Astronomia 209 p17 - magazine d'astronomie italien
 ApJS (Astrophysical Journal Supplement) 120,335

Divers références astrophysiques:

 Coelum-Astronomia eg: Giugno 2000 - No 30 -magazine italien d'astronomie
 http://www.spaceweather.com de la NASA
 http://www.sunspotcycle.com de la NASA
 www.sci.esa.int Esa Science News
 www.iap.fr Institut Astrophysique de Paris
 www.pparc.ac.uk Particle Physics and Astronomy Research Council
 Moteur de recherche internet - http://fr.altavista.com
 www.cnes.fr/activities/connaissance/etoiles/ulysse/1sommaire-ulysse.htm
 http://helio.estec.esa.nl/ulysses , Ulysses/ESA Home Page
 Sky + Telescope magazine
Sky & Telescope janvier 2001. 'GRBs and Amateur Astronomers'
www.skypub.com
 http://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn/selected.html GRB Coordinates Network
 http://www.aavso.org/grb/
gamma-ray-burst-alert@skypub.com ('subscribe' in body)
 http://stdatu.stsci.edu/cgi-bin/dss_form Digitized Sky Survey
  www.nofs.navy.mil/data/FchPix/cfra.html USNO PMM Pixel Archive
 http://cfaps8.harvard.edu/~cgi/CheckSN.COM Minor Planet Center's Minor Planet Checker
 Cosmic Catastrophes: Supernovae, Gamma-Ray Bursts, and Adventures in Hyperspace. Cambridge University Press, 2000. Craig Wheeler.

7. Mises à Jour

Août 2001 : La mission Swift de la NASA est planifiée pour 2003. http://swift.sonoma.edu