En août 2017, une percée majeure s'est produite lorsque des scientifiques de l'Observatoire des ondes gravitationnelles des interféromètres laser (LIGO) ont détecté des ondes gravitationnelles qui auraient été causées par la collision de deux étoiles à neutrons. Cette source, connue sous le nom de GW170817 / GRB, était le premier événement d'ondes gravitationnelles (GW) qui n'a pas été causé par la fusion de deux trous noirs et aurait même conduit à la formation d'un.
En tant que tel, des scientifiques du monde entier étudient cet événement depuis pour apprendre ce qu'ils peuvent en tirer. Par exemple, selon une nouvelle étude menée par l'Institut spatial McGill et le Département de physique, GW170817 / GRB a montré un comportement plutôt étrange depuis la collision des deux étoiles à neutrons en août dernier. Au lieu de s'atténuer, comme prévu, il s'est progressivement éclairci.
L’étude qui décrit les résultats de l’équipe, intitulée «Éclaircir les émissions de rayons X de GW170817 / GRB 170817A: de nouvelles preuves pour un écoulement», a récemment paru dans The Astrophysical Journal Letters. L'étude a été dirigée par John Ruan de l'Institut spatial de l'Université McGill et comprenait des membres de l'Institut canadien de recherches avancées (ICRA), de la Northwestern University et du Leicester Institute for Space and Earth Observation.
Pour les besoins de leur étude, l'équipe s'est appuyée sur des données obtenues par l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA, qui ont montré que le résidu s'était éclairci dans les rayons X et les longueurs d'onde radio dans les mois qui ont suivi la collision. Comme Daryl Haggard, un astrophysicien de l'Université McGill dont le groupe de recherche a dirigé la nouvelle étude, a déclaré dans un récent communiqué de presse Chandra:
«Habituellement, lorsque nous voyons une courte rafale de rayons gamma, l'émission de jet générée devient brillante pendant une courte période lorsqu'elle pénètre dans le milieu environnant - puis s'estompe lorsque le système cesse d'injecter de l'énergie dans le flux sortant. Celui-ci est différent; ce n'est certainement pas un simple jet étroit de type Jane. "
De plus, ces observations aux rayons X sont cohérentes avec les données des ondes radio rapportées le mois dernier par une autre équipe de scientifiques, qui a également indiqué qu'elle continuait de s'éclaircir au cours des trois mois qui ont suivi la collision. Pendant cette même période, les observatoires de rayons X et d'optique n'ont pas pu surveiller le GW170817 / GRB car il était trop proche du Soleil à l'époque.
Cependant, une fois cette période terminée, Chandra a pu à nouveau recueillir des données, ce qui était cohérent avec ces autres observations. Comme l'explique John Ruan:
«Lorsque la source a émergé de cet angle mort dans le ciel au début du mois de décembre, notre équipe Chandra a sauté sur l'occasion pour voir ce qui se passait. Effectivement, la rémanence s'est avérée plus brillante dans les longueurs d'onde des rayons X, tout comme à la radio. »
Ce comportement inattendu a provoqué un sérieux buzz dans la communauté scientifique, les astronomes essayant de trouver des explications sur le type de physique qui pourrait être à l'origine de ces émissions. Une théorie est un modèle complexe de fusion d'étoiles à neutrons connu sous le nom de «théorie du cocon». Conformément à cette théorie, la fusion de deux étoiles à neutrons pourrait déclencher la libération d'un jet qui chauffe par choc les débris gazeux environnants.
Ce «cocon» chaud autour du jet brillerait vivement, ce qui expliquerait l'augmentation des émissions de rayons X et de micro-ondes. Dans les mois à venir, des observations supplémentaires seront sûrement faites pour confirmer ou infirmer cette explication. Indépendamment du fait que la «théorie du cocon» tienne ou non, toutes les études futures en révéleront certainement beaucoup plus sur ce mystérieux résidu et son comportement étrange.
Comme Melania Nynka, un autre chercheur postdoctoral de McGill et co-auteur de l'article l'a indiqué, GW170817 / GRB présente des opportunités vraiment uniques pour la recherche astrophysique. "Cette fusion d'étoiles à neutrons ne ressemble à rien de ce que nous avons vu auparavant", a-t-elle déclaré. "Pour les astrophysiciens, c'est un cadeau qui semble continuer à donner."
Il n'est pas exagéré de dire que la toute première détection d'ondes gravitationnelles, qui a eu lieu en février 2016, a ouvert une nouvelle ère en astronomie. Mais la détection de la collision de deux étoiles à neutrons était également une réalisation révolutionnaire. Pour la première fois, les astronomes ont pu observer un tel événement à la fois dans les ondes lumineuses et les ondes gravitationnelles.
En fin de compte, la combinaison d'une technologie améliorée, d'une méthodologie améliorée et d'une coopération plus étroite entre les institutions et les observatoires permet aux scientifiques d'étudier des phénomènes cosmiques qui n'étaient autrefois que théoriques. Pour l'avenir, les possibilités semblent presque illimitées!
