Les astronomes ont découvert une nouvelle classe d’explosions cosmiques

En 2018, l'observation d'un flash très lumineux à quelque 200 millions d'années-lumière de la Voie lactée avait dérouté les astronomes. Un phénomène transitoire qui semblait isolé. Mais des chercheurs viennent d'en identifier deux semblables. De quoi former une nouvelle classe d'explosions cosmiques.

L'histoire commence en juin 2018, au moment où des astronomes sont les témoins d'une surprenante explosion cosmique à quelque 200 millions d'années-lumière de la Voie lactée. Baptisé AT2018cow et rapidement surnommé « the Cow » -- « la vache » --, cet étrange phénomène transitoire est observé depuis le sol et depuis l'espace. Il est plus brillant qu'une supernova. Et sa courbe de lumière évolue différemment. Un mystère.

Depuis, les astronomes ont découvert deux autres phénomènes transitoires similaires. Le premier, également observé en 2018, s'est produit à quelque 3,4 milliards d'années-lumière. Il est surnommé « le Koala » -- et plus scientifiquement, ZTF18abvkwla. Son émission radio apparaît aussi puissante que celle d'un sursaut gamma.

Le deuxième phénomène transitoire semblable à « the Cow » a été surpris quelques années auparavant, en 2016, dans une galaxie à environ 500 millions d'années-lumière, et les chercheurs l'appellent CSS161010. « Il était tellement inhabituel qu'il nous a fallu deux ans pour comprendre », raconte Raffaella Margutti, chercheuse à l'université Northwestern, dans un communiqué du National Radio Astronomy Observatory (NRAO, États-Unis). Il a en effet propulsé dans l'espace, une quantité « inattendue » de gaz et de particules à plus de 55 % de la vitesse de la lumière.

Les astronomes connaissent des phénomènes capables d'éjecter de la matière à une vitesse proche de celle de la lumière. Les sursauts gamma et les collisions d'étoiles à neutrons. Mais toujours en très faible quantité. De l'ordre d'un millionième de la masse du Soleil. « Ici, il est question de 1 à 10 % de la masse de notre Soleil », remarque Deanne Copejans, chercheuse à l'université Northwestern, dans un communiqué. La preuve, selon les chercheurs, que nous avons là affaire à une nouvelle classe d'explosions cosmiques baptisée Fast Blue Optical Transients (FBOTs) -- « phénomène optique transitoire bleu » -- pour rendre compte de la rapidité du phénomène, quelques jours, et de son pic de luminosité atteint dans le domaine des longueurs d'onde bleues.

Des étoiles en fin de vie dans des galaxies naines

Les astronomes pensent qu'au point de départ des FBOTs, il y a une étoile massive en fin de vie. Rappelons que l'explosion d'une supernova à effondrement de cœur produit une onde sphérique de matière qui se propage dans l'espace. Si un disque de matière se forme autour de l'étoile à neutron ou du trou noir né de l'explosion -- « l'ingrédient clé » selon les chercheurs -- et qu'il propulse des jets de matériaux étroits à une vitesse proche de celle de la lumière, ces jets peuvent être à l'origine de ce que les astronomes qualifient de sursaut gamma. Pour désigner ce disque et ces jets de matière, les chercheurs parlent de « moteur ».

Et les FBOTs semblent également disposer d'un tel « moteur ». Mais constitué d'un matériau épais, perdu par l'étoile avant son explosion. Peut-être du fait d'une compagne binaire. Ce serait donc lorsque ce matériau se voit frappé par l'onde de l'explosion que la luminosité du phénomène atteint son paroxysme. De même concernant l'émission dans le domaine radio.

Les astronomes pensent que les étoiles à l'origine de ces explosions cosmiques d'un genre nouveau sont différentes de celles qui produisent des sursauts gamma. Et comme les trois phénomènes de ce type observés jusqu'alors sont localisés dans des galaxies naines, ils imaginent que ce sont ces galaxies naines qui permettent ce type d'évolution stellaire. Les étoiles pauvres en éléments autres que l'hydrogène et l'hélium -- comme on en trouve dans ce type de galaxies -- perdent en effet moins de matière au cours de leur vie. Elles sont donc susceptibles de produire des explosions plus massives lorsque arrive leur fin.

Les chercheurs préviennent aussi que le phénomène pourrait résulter d'étoiles déchiquetées par des tours noirs de taille moyenne. Pour en avoir le cœur net, il faudra observer un peu plus de FBOTs.

Le phénomène ne serait pas si rare. Les astronomes soupçonnent que d'autres FBOTs se cachent dans leurs données. « Nous avons pu les reconnaître comme quelque chose de différent, des supernovae un peu bizarres, mais comme nous ne disposions que d'observations à faible cadence et dans le domaine de l'optique... », remarque Raffaella Margutti, dans le communiqué de l'université Northwestern. En effet, le côté éphémère du phénomène impose des observations à haute cadence, balayant de grandes étendues de ciel. Et si le domaine de l'optique peut renseigner sur les particules se déplaçant « lentement » -- à quelque 10.000 km/s tout de même --, il faut avoir recours aux rayons X ou aux ondes radio pour espérer former une image plus complète de ces puissantes explosions.

Source: https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/univers-astronomes-ont-decouvert-nouvelle-classe-explosions-cosmiques-81222/?fbclid=IwAR0BL6lEkrr4Qv1J0uiUfio8iI9r8BfZ8k5N5GmsIGkQQ7yVqxw8b-D2JhU#utm_content=futura&utm_medium=social&utm_source=facebook.com&utm_campaign=futura