Des astronomes révèlent la plus grande explosion cosmique jamais vue

L’explosion est plus de dix fois plus brillante que n’importe quelle supernova connue (étoile explosive) et trois fois plus brillante que l’événement de perturbation de marée le plus brillant, où une étoile tombe dans un trou noir supermassif.

L’explosion, connue sous le nom d’AT2021lwx, dure actuellement plus de trois ans, par rapport à la plupart des supernovae qui ne sont visiblement brillantes que pendant quelques mois. Elle s’est déroulée à près de 8 milliards d’années-lumière, alors que l’univers avait environ 6 milliards d’années, et est toujours détectée par un réseau de télescopes.

Les chercheurs pensent que l’explosion est le résultat d’un vaste nuage de gaz, peut-être des milliers de fois plus grand que notre soleil, qui a été violemment perturbé par un trou noir supermassif. Des fragments du nuage seraient engloutis, envoyant des ondes de choc à travers ses restes, ainsi que dans un gros «beignet» poussiéreux entourant le trou noir. De tels événements sont très rares et rien à cette échelle n’a été observé auparavant.

L’année dernière, les astronomes ont été témoins de l’explosion la plus brillante jamais enregistrée – un sursaut gamma connu sous le nom de GRB 221009A. Bien que ce soit plus brillant que l’AT2021lwx, il n’a duré qu’une fraction du temps, ce qui signifie que l’énergie globale libérée par l’explosion de l’AT2021lwx est bien plus importante.

Les résultats de la recherche ont été publiés aujourd’hui [Friday, 12 May 2023] dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

Découverte

AT2021lwx a été détecté pour la première fois en 2020 par le Zwicky Transient Facility en Californie, puis capté par le système de dernière alerte à impact terrestre d’astéroïdes (ATLAS) basé à Hawaï. Ces installations surveillent le ciel nocturne pour détecter des objets transitoires dont la luminosité change rapidement, indiquant des événements cosmiques tels que des supernovae, ainsi que pour trouver des astéroïdes et des comètes. Jusqu’à présent, l’ampleur de l’explosion était inconnue.

“Nous sommes tombés dessus par hasard, car cela a été signalé par notre algorithme de recherche lorsque nous recherchions un type de supernova”, explique le Dr Philip Wiseman, chercheur à l’Université de Southampton, qui a dirigé la recherche. “La plupart des événements de supernovae et de perturbation des marées ne durent que quelques mois avant de s’estomper. Que quelque chose soit brillant pendant plus de deux ans était immédiatement très inhabituel.”

L’équipe a étudié l’objet plus loin avec plusieurs télescopes différents : le Neil Gehrels Swift Telescope (une collaboration entre la NASA, le Royaume-Uni et l’Italie), le New Technology Telescope (exploité par l’Observatoire européen austral) au Chili, et le Gran Telescopio Canarias à La Palma, Espagne.

Mesurer l’explosion

En analysant le spectre de la lumière, en le divisant en différentes longueurs d’onde et en mesurant les différentes caractéristiques d’absorption et d’émission du spectre, l’équipe a pu mesurer la distance à l’objet.

“Une fois que vous connaissez la distance à l’objet et sa luminosité, vous pouvez calculer la luminosité de l’objet à sa source. Une fois que nous avons effectué ces calculs, nous avons réalisé qu’il est extrêmement brillant”, explique le professeur Sebastian Hönig de l’Université de Southampton, co-auteur de la recherche.

Les seules choses dans l’univers qui sont aussi brillantes qu’AT2021lwx sont les quasars – des trous noirs supermassifs avec un flux constant de gaz tombant dessus à grande vitesse.

Le professeur Mark Sullivan, également de l’Université de Southampton et autre co-auteur de l’article, explique : “Avec un quasar, nous voyons la luminosité monter et descendre au fil du temps. Mais en regardant en arrière sur une décennie, il n’y a pas eu de détection d’AT2021lwx, puis soudain, il apparaît avec la luminosité des choses les plus brillantes de l’univers, ce qui est sans précédent.”

Qu’est-ce qui a causé l’explosion ?

Il existe différentes théories sur ce qui aurait pu causer une telle explosion, mais l’équipe dirigée par Southampton pense que l’explication la plus plausible est un très gros nuage de gaz (principalement de l’hydrogène) ou de poussière qui s’est écarté de son orbite autour du trou noir. et a été envoyé en avion.

L’équipe se prépare maintenant à collecter plus de données sur l’explosion – en mesurant différentes longueurs d’onde, y compris les rayons X qui pourraient révéler la surface et la température de l’objet, et quels processus sous-jacents se déroulent. Ils effectueront également des simulations informatiques améliorées pour tester si elles correspondent à leur théorie sur la cause de l’explosion.

Le Dr Philip Wiseman a ajouté: “Avec de nouvelles installations, comme l’enquête sur l’espace et le temps de l’observatoire Vera Rubin, qui seront mises en ligne dans les prochaines années, nous espérons découvrir plus d’événements comme celui-ci et en apprendre davantage à leur sujet. Il se pourrait que ces les événements, bien qu’extrêmement rares, sont si énergétiques qu’ils sont des processus clés de la façon dont les centres des galaxies changent au fil du temps.”