Une source mystérieuse et intense de rayon X dans une galaxie à 10,7 milliards d’années-lumières

Un flash mystérieux en rayon X a été découvert par le Chandra X-ray Observatory de la NASA. La source provient d’un cataclysme cosmique, mais les scientifiques n’arrivent pas encore à déterminer l’origine exacte.


Un flash mystérieux en rayon X a été découvert par le Chandra X-ray Observatory de la NASA. La source provient d'un cataclysme cosmique, mais les scientifiques n'arrivent pas encore à déterminer l'origine exacte.
Crédit : NASA/CXC/F. Bauer et al.

La source en a été découverte en octobre 2014 et les données ont été obtenues par l’Advanced CCD Imaging Spectrometer de l’observatoire Chandra.1 La source de rayon X a été découverte par surprise alors que les chercheurs étudiaient des parties du ciel qui avaient un rayonnement X très faible. Située dans une région du ciel connue comme le (CDF-S), la source de rayon X possède des propriétés remarquables. Avant octobre 2014, la source n’était pas détectée dans les rayons, mais ensuite, on a une éruption soudaine avec une luminosité supérieure à un facteur de 1 000 en quelques heures. En 24 heures, la source a subi une baisse de son intensité qui était inférieure à la sensibilité de Chandra.

Des milliers d’heures de données des télescopes Hubble et Spitzer ont permis de déterminer que la source en rayon X provenait d’une petite galaxie lointaine située à 10,7 milliards d’années-lumières. Pendant quelques minutes, la source en rayon X a produit des milliers de fois plus d’énergie que toutes les étoiles dans cette galaxie.

Les chercheurs envisagent 3 possibilités pour cette source en rayon X et 2 hypothèses concernent ce qu’on appelle des Sursauts gamma (GRB). Les Sursauts gamma sont des explosions qui sont provoquées soit par l’effondrement d’une étoile massive ou la fusion d’une étoile à neutron avec une autre ou un . Si le jet du est pointé vers la Terre, alors on détecte un sursaut de rayonnement gamma. Si le jet s’étend, alors il perd de l’énergie et il produit un rayonnement X. Les chercheurs estiment que c’est un jet de qui ne pointe pas vers la terre ou que le GRB se situe derrière la petite galaxie. La troisième possibilité étant qu’un trou noir de taille moyenne ait gobé une naine blanche.

A gauche, la partie du ciel observée en rayon X et à droite, cette même partie observée en lumière visible - Crédit : NASA/CXC/F. Bauer et al.

A gauche, la partie du ciel observée en rayon X et à droite, cette même partie observée en lumière visible – Crédit : NASA/CXC/F. Bauer et al.

Selon les chercheurs, aucune des 3 hypothèses ne correspond parfaitement avec les données. Mais il est rare de découvrir ce type d’événements, il est normal que les données soient moins précises. La source mystérieuse en rayon X n’a pas été détectée pendant les 2 mois et demi d’observations de Chandra sur la région CDF-S. Ces 2 mois et demi d’observation se sont étalés sur 17 ans. De plus, Chandra n’a pas découvert des événements similaires dans d’autres parties du ciel.

On a déjà des sources en rayon X inexpliquées dans des galaxies elliptiques NGC 5128 et NGC 4636, mais celle de CDF-S possède des propriétés différentes. C’est probablement une source associée à la destruction d’une étoile à neutron ou d’une naine blanche et elle est 100 000 fois plus visible dans les rayons X. De plus, elle est située dans une petite galaxie et on l’a détecté une seule fois. Pour les chercheurs, cela pourrait être un nouveau type de cataclysme cosmique, mais il faudra plus de données pour le déterminer. Les satellites de l’Agence spatiale européenne ou Swift de la NASA permettront de détecter d’autres événements similaires. On a également la sonde Einstein prévue par la Chine qui est spécialisée dans l’observation du rayon X. Si cette source de rayonnement X est provoquée par un GRB provenant d’une fusion d’une étoile à neutrons avec un trou noir ou une autre étoile à neutrons, alors cet événement peut produire des ondes gravitationnelles qui sont détectables par le LIGO.

Sources

1.
A New, Faint Population of X-ray Transients. arXiv. https://arxiv.org/abs/1702.04422. Accessed March 31, 2017.

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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