Les astronomes de la Northwestern University ont peut-être découvert la rémanence d'une kilonova pour la première fois.
Une kilonova (étoile) est créée lorsque deux étoiles à neutrons - l'un des objets les plus denses de l'univers - fusionnent, créant une explosion 1 000 fois plus brillante qu'une nova classique.
Dans ce cas, un jet étroit hors axe de particules à haute énergie a accompagné l'événement de fusion, qui a été nommé GW170817. Trois ans et demi après la fusion, le jet a disparu, révélant une nouvelle source de mystérieux rayons X.
Comme principale explication de la nouvelle source de rayons X, les astrophysiciens pensent que l'expansion des débris de la fusion a généré une onde de choc similaire au bang sonique d'un avion supersonique.
Cet impact a ensuite chauffé les matériaux environnants, ce qui a généré des rayons X connus sous le nom de rémanence de kilonova. Une autre explication est que des matériaux tombant dans le trou noir formé par la fusion d'étoiles à neutrons ont provoqué l'émission de rayons X.
Chacun de ces scénarios sera le premier dans ce domaine.
Nous sommes entrés dans un territoire inexploré en étudiant les effets des fusions d'étoiles à neutrons, a déclaré Aprajita Khajela de Northwestern, qui a dirigé la nouvelle étude. Nous regardons quelque chose de nouveau et d'inhabituel pour la première fois. Cela nous donne l'opportunité d'étudier et de comprendre de nouveaux processus physiques qui n'ont pas été observés auparavant.
L'événement GW170817 du 17 août 2017 est entré dans l'histoire comme la première fusion d'étoiles à neutrons détectée à la fois par les ondes gravitationnelles et le rayonnement électromagnétique (ou la lumière). Depuis lors, les astronomes utilisent des télescopes dans le monde entier et dans l'espace pour étudier cet événement dans le spectre électromagnétique.
À l'aide de l'observatoire de rayons X Chandra de la NASA, les astronomes ont observé l'émission de rayons X d'un jet se déplaçant à une vitesse proche de la vitesse de la lumière qui se produit lorsque les étoiles à neutrons fusionnent.
Depuis le début de 2018, l'émission de rayons X du jet s'est régulièrement affaiblie alors que le jet continuait de ralentir et de se développer. Les scientifiques ont alors remarqué que de mars 2020 à fin 2020, la diminution de la luminosité s'est arrêtée et que l'émission de rayons X était à peu près constante en luminosité.
C'était un indice important.
Le fait que les rayons X aient cessé de s'estomper rapidement était notre meilleure preuve que quelque chose d'autre qu'un jet a été trouvé dans cette source dans les rayons X, disent les scientifiques. Il semble qu'une source complètement différente de rayons X soit nécessaire pour expliquer ce que nous voyons.
Les chercheurs pensent que la rémanence d'un kilonova, ou trou noir, se cache probablement derrière les rayons X. Aucun des scénarios n'a été observé auparavant.
Pour faire la distinction entre ces deux explications, les astronomes continueront de surveiller GW170817 en rayons X et en ondes radio. S'il s'agit de la rémanence d'une étoile kilon, les émissions de rayons X et radio devraient devenir plus brillantes au cours des prochains mois ou années.
Si l'explication implique la chute de matière dans un trou noir nouvellement formé, alors la sortie de rayons X doit rester constante ou diminuer rapidement, et aucune émission radio ne sera détectée au fil du temps.
Une étude plus approfondie de GW170817 pourrait avoir des implications de grande envergure, selon les scientifiques. La détection d'une rémanence de kilonova signifie que la fusion n'a pas conduit à la formation immédiate d'un trou noir. Alternativement, cet objet pourrait donner aux astronomes l'opportunité d'étudier comment la matière tombe dans un trou noir plusieurs années après sa naissance.
L'étude sera publiée dans : The Astrophysical Journal Letters. arxiv.org/abs/2104.02070
2022-03-01 15:45:43
Auteur: Vitalii Babkin