Le satellite Swift, qui localisera l'emplacement d'explosions lointaines mais éphémères qui semblent signaler la naissance de trous noirs, est arrivé au Kennedy Space Center aujourd'hui en préparation d'un lancement en octobre.
Ces éclairs énigmatiques, appelés éclats de rayons gamma, sont les explosions les plus puissantes connues dans l'Univers, émettant plus de cent milliards de fois l'énergie que le Soleil en une année entière. Pourtant, elles ne durent que quelques millisecondes à quelques minutes, pour ne plus jamais apparaître au même endroit.
Le satellite Swift porte le nom de l'oiseau agile, car il peut rapidement tourner et pointer ses instruments pour capturer une rafale «à la volée» afin d'étudier à la fois la rafale et sa rémanence. Le phénomène de rémanence suit le flash gamma initial dans la plupart des salves; et il peut s'attarder dans la lumière des rayons X, la lumière optique et les ondes radio pendant des heures à des semaines, fournissant de grands détails.
"Les sursauts gamma sont classés parmi les plus grands mystères de l'astronomie depuis leur découverte il y a plus de 35 ans", a déclaré le Dr Neil Gehrels, scientifique principal Swift du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. "Swift est exactement le bon outil nécessaire pour résoudre ce mystère. L'un des instruments de Swift détectera la rafale, tandis que, dans une minute, deux télescopes de plus haute résolution seront pivotés pour un examen approfondi. Pendant ce temps, Swift enverra un courrier électronique aux scientifiques et aux télescopes du monde entier pour observer l'éclatement en temps réel. »
L'instrument Burst Alert Telescope (BAT), construit par la NASA Goddard, détectera et localisera environ deux sursauts gamma par semaine, relayant une position de 1 à 4 minutes d'arc au sol en environ 20 secondes. Cette position sera ensuite utilisée pour re-pointer «rapidement» le satellite afin d'amener la zone de rafale dans les champs de vision plus étroits pour étudier la rémanence avec le télescope à rayons X (XRT) et le
Télescope UltraViolet / Optique (UVOT).
Ces deux instruments à longueur d'onde plus longue (énergie plus faible) détermineront la position en arc-seconde d'une salve et le spectre de sa rémanence aux longueurs d'onde visibles aux rayons X. Pour la plupart des salves détectées avec Swift, ces données, ainsi que les observations effectuées avec des télescopes au sol, permettront de mesurer le décalage vers le rouge, ou la distance, vers la source de salve. La rémanence fournit des informations cruciales sur la dynamique de l'éclatement, mais les scientifiques ont besoin d'informations précises sur l'éclatement pour localiser la rémanence.
Swift informe la communauté - qui comprend les musées et le grand public, ainsi que les scientifiques des observatoires de classe mondiale - via le réseau de coordonnées Burst à rayons gamma (GCN) maintenu par Goddard. Un réseau de télescopes robotiques dédiés au sol distribués dans le monde entier attend les alertes Swift-GCN.
Des informations en rafale continue transitent par le Swift Mission Operations Center, situé à Penn State. Penn State, un collaborateur américain clé, a construit le XRT avec l'Université de Leicester (Royaume-Uni) et l'Observatoire astronomique de Brera (Italie) et l'UVOT avec Mullard Space Science Lab (Royaume-Uni).
En plus de fournir de nouveaux indices sur la nature du mécanisme de salve, la détection par Swift des salves de rayons gamma pourrait fournir une mine de données cosmologiques.
"Certaines explosions proviennent probablement des confins les plus éloignés, et donc de la première époque de l'Univers", a déclaré John Nousek, directeur de Swift Mission, professeur d'astronomie et d'astrophysique à Penn State. "Ils agissent comme des balises qui brillent à travers tout le long de leurs trajectoires, y compris le gaz entre et à l'intérieur des galaxies le long de la ligne de visée."
Les théoriciens ont suggéré que certaines rafales pourraient provenir de la première génération d'étoiles, et la sensibilité sans précédent de Swift fournira la première occasion de tester cette hypothèse.
Avec l'explorateur de transitoires à haute énergie de la NASA (HETE-2), désormais opérationnel, les scientifiques ont déterminé qu'au moins certaines explosions impliquaient les explosions d'étoiles massives. Swift affinera ces connaissances - c'est-à-dire, répondra à des questions telles que la masse, la distance, le type de galaxies hôtes et pourquoi certaines rafales sont-elles si différentes des autres?
Alors que le lien entre une fraction des sursauts et la mort d'étoiles massives semble ferme, d'autres peuvent signaler la fusion d'étoiles à neutrons ou de trous noirs en orbite autour de systèmes d'étoiles binaires exotiques. Swift déterminera s'il existe différentes classes de sursauts gamma associées à un scénario d'origine particulier. Swift peut être assez rapide pour identifier les rémanences de courtes rafales, si elles existent. La rémanence n'a été observée que pour les rafales de plus de deux secondes. "Nous ne voyons peut-être que la moitié de l'histoire jusqu'à présent", a déclaré Gehrels.
L'équipe Swift prévoit de détecter et d'analyser plus de 100 rafales par an. Lorsqu'il n'attrape pas de sursauts de rayons gamma, Swift effectuera une étude de tout le ciel à des longueurs d'onde de rayons X «durs» à haute énergie, qui seront 20 fois plus sensibles que les mesures précédentes. Les scientifiques s'attendent à ce que la sensibilité accrue de Swift par rapport aux sondages précédents découvre plus de 400 nouveaux trous noirs supermassifs.
Swift, une mission d'exploration de classe moyenne, est gérée par le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Md., Swift a été construit en collaboration avec des laboratoires nationaux, des universités et des partenaires internationaux, dont le Los Alamos National Laboratory, Penn State University, Sonoma Université d'État, Italie et Royaume-Uni.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
