Les sursauts de rayons gamma (GRB) sont les sursauts de lumière les plus brillants et les plus énergétiques de l’univers. Une explosion cosmique massive, un seul GRB pourrait éclairer un million de milliards de fois plus que le soleil de la Terre, selon Nasa Et souvent, les scientifiques ne peuvent pas expliquer pourquoi cela se produit.
Une partie du problème est que tous les GRB connus viennent de très loin – généralement des milliards Années lumière Depuis la terre. Parfois, la principale galaxie GRB est si éloignée que la lumière de l’explosion semble sortir de nulle part, disparaissant brièvement du ciel noir vide et disparaissant quelques secondes plus tard. Ce « ciel vide » Rayons gamma Les éruptions, comme les appellent certains astronomes, ont fourni un mystère cosmique permanent pendant plus de 60 ans. Mais voilà, une nouvelle étude publiée le 15 septembre dans la revue tempérer la nature, offre une explication mathématique convaincante des origines des sursauts puissants.
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Selon les chercheurs de l’étude – qui ont modélisé les interactions entre les rayons gamma et d’autres sources d’énergie puissantes, telles que les rayons cosmiques – toutes ces explosions mystérieuses dans le ciel vide pourraient être le résultat d’étoiles massives dans les disques de galaxies lointaines.
« Nous avons modélisé l’émission de rayons gamma de toutes les galaxies de l’univers… et avons découvert que ce sont les galaxies formant des étoiles qui produisent la majorité des galaxies. [empty-sky] rayonnement gamma », auteur principal de l’étude Matt Roth, astrophysicien à l’Université nationale australienne de Canberra, Il a dit dans un communiqué.
Explosions du passé
Les astronomes privilégient deux explications principales au mystère des rayons gamma dans le ciel vide. Dans une interprétation, les rayons se produisent lorsque le gaz tombe dans la masse massive trous noirs Qui sont situés au centre de toutes les galaxies de l’univers. Dans ce scénario, lorsque des molécules de gaz sont aspirées dans le trou noir, une petite partie d’entre elles s’échappe et rayonne à la place dans de grands lots de matière proches de la vitesse de la lumière. On pense que ces jets puissants pourraient être responsables des sursauts gamma.
L’autre explication se réfère aux rafales d’étoiles appelées supernovae. Lorsque les grandes étoiles manquent de carburant et entrent en éruption dans ces violentes supernovae, elles peuvent envoyer des particules proches exploser à presque la vitesse de la lumière. Ces particules de haute énergie sont appelées rayons cosmiques, elles peuvent alors entrer en collision avec d’autres particules qui sont dispersées dans l’arrière-pays gazeux entre les étoiles, produisant des rayons gamma.
Dans leur nouvelle étude, les chercheurs se sont concentrés sur cette deuxième explication en modélisant les interactions entre les rayons cosmiques et le gaz interstellaire dans différents types de galaxies stellaires. Ils ont découvert que le taux d’émission de rayons gamma est affecté par plusieurs facteurs clés, notamment la taille de la galaxie, le taux de formation d’étoiles (qui affecte le taux de supernovae) et l’énergie initiale des rayons cosmiques générés par chaque supernova.
Une fois que l’équipe avait un modèle qui prédisait une moyenne de GRB par taille de galaxie, elle a comparé son modèle à un balayage de rayons gamma du monde réel collecté par le télescope spatial Fermi Gamma de la NASA. Les chercheurs ont découvert que leurs calculs correspondaient aux observations et que les supernovae dans les galaxies en formation d’étoiles pouvaient expliquer la plupart, sinon la totalité, des GRB dans le ciel vide.
« C’est une étape importante que nous découvrions enfin les origines de l’émission de rayons gamma et résolvions le mystère de l’univers que les astronomes tentent de déchiffrer depuis les années 1960 », a déclaré Roth.
Les chercheurs ont ajouté que les trous noirs peuvent encore être responsables de certains des rayons gamma capturés par nos satellites. Mais quand il s’agit de GRB avec un ciel mystérieusement vide, les trous affamés ne sont tout simplement pas nécessaires ; Des étoiles qui explosent dans les coins les plus reculés de l’univers suffisent à expliquer ce phénomène.
Publié à l’origine sur Live Science.
