Depuis plus de soixante ans, les astronomes explorent l'Univers pour trouver des sources de rayons X. Connue pour être associée aux étoiles, aux nuages de gaz surchauffés, aux milieux interstellaires et aux événements destructeurs, la détection des rayons X cosmiques est un travail difficile. Au cours des dernières décennies, les astronomes ont énormément bénéficié du déploiement de télescopes orbitaux comme l'observatoire de rayons X Chandra.
Depuis son lancement le 23 juillet 1999, Chandra est la mission phare de la NASA pour l’astronomie des rayons X. Et la semaine dernière (le jeudi 30 mars 2017), l'Observatoire a accompli quelque chose de très impressionnant. À l'aide de sa suite d'instruments avancés, l'observatoire a capturé un mystérieux flash provenant de l'espace lointain. Non seulement il s'agissait de la source de rayons X la plus profonde jamais observée, mais elle a également révélé ce qui pourrait être un phénomène entièrement nouveau.
Située dans la région du ciel connue sous le nom de Chandra Deep Field-South (CDF-S), cette source d'émission de rayons X semblait provenir d'une petite galaxie située à environ 10,7 milliards d'années-lumière de la Terre. Il avait également des propriétés remarquables, produisant plus d'énergie en l'espace de quelques minutes que toutes les étoiles de la galaxie réunies.
Détectée à l'origine en 2014 par une équipe de chercheurs de Penn State University et de l'Université pontificale catholique du Chili à Santiago du Chili, cette source n'a même pas été détectée dans la bande de rayons X au départ. Cependant, il a rapidement attiré l’attention de l’équipe lorsqu’elle a éclaté et est devenue 1000 fois plus lumineuse en quelques heures. À ce stade, les chercheurs ont commencé à collecter des données à l'aide du spectronome d'imagerie CCD avancé de Chandra.
Un jour après la poussée, la source de rayons X s'était estompée au point que Chandra n'était plus en mesure de la détecter. Comme Niel Brandt - le professeur Verne M. Willaman d'astronomie et d'astrophysique à Penn State et une partie de l'équipe qui l'a observée pour la première fois - a décrit la découverte dans un communiqué de presse de Penn State:
«Cette source de torchage était un merveilleux bonus surprise que nous avons accidentellement découvert dans nos efforts pour explorer le domaine mal compris de l'univers ultra-faible des rayons X. Nous avons définitivement «eu de la chance» avec cette découverte et avons maintenant un nouveau phénomène transitoire passionnant à explorer dans les années à venir. »
Des milliers d'heures de données héritées des télescopes spatiaux Hubble et Spitzer ont ensuite été consultées afin de déterminer l'emplacement de la source de rayons X CDF-S. Et bien que les scientifiques aient pu déterminer que l'image de la source de rayons X la plaçait au-delà de tout ce qui avait été observé auparavant, ils ne savent pas exactement ce qui aurait pu en être la cause.
D'une part, cela pourrait être le résultat d'une sorte d'événement destructeur, ou quelque chose que les scientifiques n'ont jamais vu auparavant. La raison en est due au fait que les sursauts de rayons X sont également accompagnés d'un sursaut de rayons gamma (GRB), qui semble faire défaut ici. Essentiellement, les GRB sont des explosions à jets déclenchées par l'effondrement d'une étoile massive ou par la fusion de deux étoiles à neutrons (ou d'une étoile à neutrons avec un trou noir).
Pour cette raison, trois explications possibles ont été suggérées. Dans le premier, la source de rayons X CDF-S est en effet le résultat d'une étoile s'effondrant ou d'une fusion, mais les jets résultants ne sont pas dirigés vers la Terre. Dans le second, le même scénario est responsable de la source de rayons X, mais le GRB se situe au-delà de la petite galaxie. La troisième explication possible est que l'événement a été causé par un trou noir de taille moyenne déchiquetant une étoile naine blanche.
Malheureusement, aucune de ces explications ne semble correspondre aux données. Cependant, ces équipes de recherche ont également noté que ces possibilités ne sont pas si bien comprises, car aucune n'a été observée dans l'Univers. Comme l'a dit Franz Bauer - astronome de l'Université catholique pontificale du Chili: «Depuis la découverte de cette source, nous avons du mal à comprendre son origine. C’est comme si nous avions un puzzle, mais nous n’avons pas toutes les pièces. "
Non seulement Chandra n'a observé aucune autre source de rayons X comme celle-ci au cours des 17 années où il a sondé la région CDF-S, mais aucun événement similaire n'a été observé par le télescope spatial n'importe où dans l'Univers au cours de ses près de deux décennies de fonctionnement. . En plus de cela, cet événement était plus lumineux, de plus courte durée et s'est produit dans une galaxie hôte plus petite et plus jeune que d'autres sources de rayons X inexpliquées.
De tout cela, le seul point à retenir semble être que l'événement était probablement le résultat d'un événement cataclysmique, comme une étoile à neutrons ou une naine blanche déchirée. Mais le fait qu'aucune des explications les plus plausibles ne semble expliquer ces caractéristiques particulières semble suggérer que les astronomes ont pu être témoins d'un type d'événement cataclysmique entièrement nouveau.
L'étude de l'équipe - «Une nouvelle population faible de transitoires radiologiques» - est disponible en ligne et sera publiée dans le numéro de juin 2017 du Avis mensuels de la Royal Astronomical Society. Dans l'intervalle, les astronomes examineront les données acquises par Chandra et d'autres observatoires à rayons X - comme le XMM-Newton de l'ESA et la mission Swift Gamma-Ray Burst de la NASA - pour voir s'ils peuvent trouver d'autres exemples de ce type d'événement .
Et bien sûr, les futures enquêtes menées à l'aide de Chandra et de télescopes à rayons X de nouvelle génération seront également à l'affût de ce type de sursauts de rayons X de courte durée et de haute énergie. C'est toujours bien quand l'Univers nous lance une balle courbe. Non seulement cela nous montre que nous avons plus à apprendre, mais cela nous enseigne également que nous ne devons jamais devenir complaisants dans nos théories.
N'oubliez pas de regarder également cette animation de la source de rayons X CDF-S, gracieuseté de l'Observatoire de rayons X Chandra:
