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Pour la première fois, une équipe d'astronomes a réussi à mesurer la vitesse de la matière éjectée lors d'un GRB "Gamma Ray Burst", le phénomène le plus violent connu dans l'Univers. La matière voyage alors à 99,9997 % de la vitesse de la lumière.
Pour cela, les scientifiques ont utilisé un télescope entièrement robotisé de l'ESO installé à La Silla, construit tout spécialement afin d'observer ce type de phénomènes. Equipé d'un miroir principal de 60 cm, l'instrument peut paraître assez réduit en comparaison de ses grands frères, mais sa faible masse lui confère une rapidité de pivotement et de positionnement sans pareil. En outre, son système informatique le relie directement aux données transmises par le satellite SWIFT, et débute de lui-même une observation sans aucune intervention humaine dès qu'un sursaut gamme, le fameux BRG, est détecté dans le ciel.
C'est précisément ce qui s'est produit les 17 avril et 7 juin 2006. Entre la détection des GRB par SWIFT et l'alignement du télescope et le début de l'observation, il ne s'est écoulé respectivement que 39 et 41 secondes, une performance qui augmente considérablement la pertinence des données alors enregistrées en permettant d'observer les toutes premières étapes des courbes de lumière.
Ces émissions gamma se produisent généralement dans des galaxies éloignées, et signalent la fin d'une étoile. Nommées hypernovae car beaucoup plus puissantes que les supernovae classiques, elles produisent durant un bref instant presque autant de luminosité que l'Univers entier, et le passage du rayonnement gamma à très haute énergie dans le gaz environnant produit un phénomène de post-luminescence observable en rayonnement visible et dans le proche infrarouge pouvant perdurer plusieurs semaines.
Dans le cas des deux GRBs observés, respectivement à 9,3 et 11,5 milliards d'années-lumière, la courbe d'émission de postluminescence s'est élevée, puis a atteint un pic et s'est mise à diminuer, comme c'est généralement le cas. Mais un pic n'arrive jamais seul, et l'étude de la courbe ascendante d'énergie ainsi que des évènements qui le précèdent, permise grâce à la précocité des observations, a permis de déduire la vitesse de la matière éjectée avec une précision inégalée. Le résultat a été pratiquement identique dans les deux cas, et mesuré à 99,9997 % de la vitesse de la lumière.
"La matière se déplace ainsi à une vitesse qui se rapproche de trois parties pour un million de la vitesse de la lumière", déclare Stefano Covino, un des auteurs de la découverte. "Mais", ajoute-t-il, "même si des particules simples peuvent se voir propulsées à des vitesses encore supérieures, il faut bien se rendre compte que la matière éjectée dans ce cas-ci représente une masse d'environ 200 fois la Terre, et je suis certain que vous ne voudriez pas être sur le trajet".
Et il ajoute encore que la principale préoccupation des chercheurs sera à présent de comprendre ce qui peut accélérer la matière à une vitesse aussi prodigieuse.
Courbe d'émission caractéristique d'un GRB. Ici, GRB 061121. Crédit NASA.
- Futura
Pour cela, les scientifiques ont utilisé un télescope entièrement robotisé de l'ESO installé à La Silla, construit tout spécialement afin d'observer ce type de phénomènes. Equipé d'un miroir principal de 60 cm, l'instrument peut paraître assez réduit en comparaison de ses grands frères, mais sa faible masse lui confère une rapidité de pivotement et de positionnement sans pareil. En outre, son système informatique le relie directement aux données transmises par le satellite SWIFT, et débute de lui-même une observation sans aucune intervention humaine dès qu'un sursaut gamme, le fameux BRG, est détecté dans le ciel.
C'est précisément ce qui s'est produit les 17 avril et 7 juin 2006. Entre la détection des GRB par SWIFT et l'alignement du télescope et le début de l'observation, il ne s'est écoulé respectivement que 39 et 41 secondes, une performance qui augmente considérablement la pertinence des données alors enregistrées en permettant d'observer les toutes premières étapes des courbes de lumière.
Ces émissions gamma se produisent généralement dans des galaxies éloignées, et signalent la fin d'une étoile. Nommées hypernovae car beaucoup plus puissantes que les supernovae classiques, elles produisent durant un bref instant presque autant de luminosité que l'Univers entier, et le passage du rayonnement gamma à très haute énergie dans le gaz environnant produit un phénomène de post-luminescence observable en rayonnement visible et dans le proche infrarouge pouvant perdurer plusieurs semaines.
Dans le cas des deux GRBs observés, respectivement à 9,3 et 11,5 milliards d'années-lumière, la courbe d'émission de postluminescence s'est élevée, puis a atteint un pic et s'est mise à diminuer, comme c'est généralement le cas. Mais un pic n'arrive jamais seul, et l'étude de la courbe ascendante d'énergie ainsi que des évènements qui le précèdent, permise grâce à la précocité des observations, a permis de déduire la vitesse de la matière éjectée avec une précision inégalée. Le résultat a été pratiquement identique dans les deux cas, et mesuré à 99,9997 % de la vitesse de la lumière.
"La matière se déplace ainsi à une vitesse qui se rapproche de trois parties pour un million de la vitesse de la lumière", déclare Stefano Covino, un des auteurs de la découverte. "Mais", ajoute-t-il, "même si des particules simples peuvent se voir propulsées à des vitesses encore supérieures, il faut bien se rendre compte que la matière éjectée dans ce cas-ci représente une masse d'environ 200 fois la Terre, et je suis certain que vous ne voudriez pas être sur le trajet".
Et il ajoute encore que la principale préoccupation des chercheurs sera à présent de comprendre ce qui peut accélérer la matière à une vitesse aussi prodigieuse.
Courbe d'émission caractéristique d'un GRB. Ici, GRB 061121. Crédit NASA.
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