La naissance d’un trou noir ou d’une étoile à neutrons (magnétoile) a pu être filmée en temps réel pour la toute première fois cette année, ont déclaré les astronomes lors d’une récente réunion astronomique nationale à Seattle, faisant référence à un éclair extrêmement lumineux dans l’espace observé pour la première fois en 2018, qui est devenu depuis l’un des événements cosmiques les plus déroutants et les plus étudiés de l’Histoire.
La lueur mystérieuse et spectaculairement brillante a été observée pour la première fois le 16 juin 2018 par les télescopes ATLAS à Haleakala et Maunaloa à Hawaii. L’événement a attiré l’attention du monde entier, mais a aussi laissé les astronomes perplexes.
« Nous pensions qu’il s’agissait d’une supernova », a déclaré l’astronome Raffaella Margutti de l’Université Northwestern de Chicago dans un communiqué. « Mais ce que nous avons observé remettait en question notre conception actuelle de la mort stellaire. »
Astronomers had a « cow » about this big blast https://t.co/lOEz49wwDd A dramatic stellar explosion, witnessed on June 16, 2018 (dubbed AT2018cow) is now one of the most intensely studied cosmic events in history pic.twitter.com/0nW0cmLpyK
— Caltech (@Caltech) 11 janvier 2019
L’éruption cosmique était 10 à 100 fois plus brillante qu’une supernova ordinaire, ou qu’une étoile qui explose – dans sa forme la plus brillante, elle équivaudrait à environ 100 milliards de fois la luminosité de notre Soleil. L’éruption cosmique a également disparu en 16 jours – beaucoup plus vite que les autres supernovae.
Le flash extrême a été surnommé AT2018cow, ou maintenant communément appelé « The Cow » (la vache). Il a été tracé jusqu’à une galaxie située à 200 millions d’années-lumière de la Terre, appelée CGCG 137-068, dans la constellation d’Hercule. Depuis, plus de 100 astronomes ont observé l’événement à l’aide de télescopes partout dans le monde, ainsi que dans le ciel.
Maintenant, certains astronomes disent que l’éruption cosmique pourrait être un nouveau type de supernova créée par une énorme étoile qui se serait désintégrée pour former soit un trou noir, soit une étoile à neutrons à rotation rapide (aussi appelée magnétar, ou, selon la dénomination officielle, magnétoile). Pendant ce temps, d’autres disent que l’explosion a pu être causée par un trou noir préexistant qui aurait détruit une étoile naine blanche.
La naissance d’un trou noir observé en temps réel ?
Les chercheurs de divers groupes se sont réunis à la 233e réunion de l’American Astronomical Society à Seattle, le 10 janvier, pour présenter et discuter des dernières données qu’ils avaient recueillies.
À l’aide de données recueillies par 16 télescopes du monde entier, l’équipe de R. Margutti a analysé les données de The Cow sur une vaste gamme de longueurs d’ondes allant des ondes radio aux rayons gamma, en passant par les rayons X durs, qui sont 10 fois plus puissants que les rayons X normaux.
Au début, le flash cosmique lui a semblé être un trou noir dévorant une étoile naine blanche.
« Notre équipe a utilisé des données radiologiques à haute énergie pour montrer que The Cow a des caractéristiques similaires à celles d’un corps compact comme un trou noir ou un matériau consommateur d’étoiles à neutrons », a déclaré R. Margutti, auteur principal d’une équipe de recherche multi-institutionnelle, dans un communiqué de la NASA.
« Mais d’après ce que nous avons vu dans d’autres longueurs d’ondes, nous pensons que c’était un cas particulier et que nous avons peut-être observé – pour la première fois – la création d’un corps compact en temps réel. »
Par « compact », R. Margutti désigne un corps dense tel qu’une étoile à neutrons ou même un trou noir.
R. Margutti a déclaré dans un communiqué de l’Observatoire Keck : « Nous savons par la théorie que les trous noirs et les étoiles à neutrons se forment quand une étoile meurt, mais nous ne les avons jamais vus juste après leur naissance. Jamais. »
Rapide et puissant
L’astronome Daniel Perley de l’Université John Moores de Liverpool, au Royaume-Uni, a dit qu’en raison de l’extrême luminosité de The Cow ainsi que de sa formation et de sa disparition rapide, elle est si unique « que les modèles de supernova existants ne peuvent l’expliquer correctement ».
D. Perley et ses collègues du projet Growth de l’Université Caltech ont suivi les répercussions de l’événement The Cow pendant plus d’un mois. Leurs données ont montré que les débris de l’explosion ont été éjectés à « très haute vitesse », ce qui, selon eux, pourrait avoir causé l’éruption rapide – The Cow avait atteint sa luminosité maximale en deux jours, alors que le temps requis pour une supernova typique est de deux à trois semaines.
« Ce doit être un nouveau type d’événement extrêmement énergique et explosif », a-t-il dit.
L’onde de choc de l’explosion a voyagé à une vitesse 10 fois inférieure à celle de la lumière, soit environ 30 000 kilomètres par seconde, selon Dougal Dobie, étudiant au doctorat de l’Université de Sydney, qui observait The Cow avec un radiotélescope, le CSIRO’s Australia Telescope Compact Array à Narrabri.
Un « moteur central » ?
Au fur et à mesure que la luminosité de The Cow diminuait, l’équipe de D. Perley a observé des irrégularités dans les données optiques plutôt qu’une diminution constante de la luminosité, qui serait habituellement observée pour les supernovae en déclin. D. Perley a dit que les résultats de l’étude laissent entendre qu’il existe une autre source d’énergie, comme un « moteur central » qui propulse les débris en expansion avec de l’énergie.
« Quoi qu’il en soit, il doit s’agir d’une forme d’explosion énergique et très rapide qui interagit avec un corps de matière extrêmement dense, très proche du précurseur de l’explosion », a dit Perley.
Anna Ho, une étudiante au doctorat Growth à l’université Caltech, observait The Cow à l’aide de radiotélescopes à Hawaii et au Chili, respectivement le réseau submillimétrique (SMA) et le grand réseau millimétrique Atacama.
« C’est la première fois que l’on observe une augmentation de la luminosité d’un état transitoire en ondes millimétriques », a déclaré Anna Ho. « Normalement, quand on observe les explosions avec un télescope millimétrique, elles s’estompent déjà en intensité. »
L’experte en radioastronomie Tara Murphy, qui a supervisé les recherches de Dobie, a déclaré que leurs résultats aboutissaient à une conclusion similaire.
« Le fait qu’il devenait de plus en plus brillant avec le temps et en particulier dans les hautes fréquences montre qu’il devait y avoir quelque chose qui alimentait encore l’explosion en pompant de l’énergie dans ce matériau », a dit Tara Murphy à ABC.
Elle a ajouté que les données radio suggèrent que l’explosion unique de The Cow était alimentée en permanence par un trou noir ou une magnétoile au centre.
« Ce n’est pas seulement cette explosion qui s’est produite et qui s’est dissipée, il doit y avoir quelque chose qui la rende différente de la supernova typique que nous voyons. »
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