Crédit d'image: Chandra
Les données combinées de l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA et des observations infrarouges avec le télescope Palomar de 200 pouces ont révélé des preuves qu'un éclatement de rayons gamma, l'une des explosions les plus catastrophiques de la nature, s'est produit dans notre Galaxie il y a quelques milliers d'années. Le vestige de supernova, W49B, peut également être le premier vestige d'un sursaut gamma découvert dans la Voie lactée.
W49B est une nébuleuse en forme de tonneau située à environ 35 000 années-lumière de la Terre. Les nouvelles données révèlent des anneaux infrarouges brillants, comme des cerceaux autour d'un baril, et un rayonnement X intense de fer et de nickel le long de l'axe du baril.
"Ces résultats fournissent une preuve intrigante qu'une étoile extrêmement massive a explosé en deux jets puissants dirigés de façon opposée et riches en fer", a déclaré Jonathan Keohane du Jet Propulsion Laboratory de la NASA lors d'une conférence de presse lors de la réunion de l'American Astronomical Society à Denver. «Cela fait du W49B un candidat de choix pour être le reste d'une explosion de rayons gamma impliquant un collapsar de trou noir.»
«Le rayonnement gamma connu le plus proche de la Terre est à plusieurs millions d'années-lumière? la plupart sont-ils éloignés de milliards d'années-lumière? donc la détection du résidu d'un dans notre galaxie serait une percée majeure », a déclaré William Reach, l'un des collaborateurs de Keohane du California Institute of Technology.
Selon la théorie de l'effondrement, des explosions de rayons gamma sont produites lorsqu'une étoile massive manque de combustible nucléaire et que le noyau de l'étoile s'effondre pour former un trou noir entouré d'un disque de gaz magnétisé extrêmement chaud et en rotation rapide. Une grande partie de ce gaz est aspirée dans le trou noir, mais une partie est projetée dans des jets de gaz de direction opposée se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière.
Un observateur aligné avec l'un de ces jets verrait un éclat de rayons gamma, un éclair aveuglant dans lequel la puissance concentrée est égale à celle de dix quadrillions de soleils pendant une minute environ. La vue perpendiculaire aux jets est une explosion de supernova moins étonnante, mais néanmoins spectaculaire. Pour W49B, le jet est incliné hors du plan du ciel d'environ 20 degrés.
Quatre anneaux d'environ 25 années-lumière de diamètre peuvent être identifiés dans l'image infrarouge. Ces anneaux, qui sont dus au gaz chaud, ont probablement été projetés par la rotation rapide de l'étoile massive quelques centaines de milliers d'années avant l'explosion de l'étoile. Les anneaux ont été poussés vers l'extérieur par un vent chaud de l'étoile quelques milliers d'années avant son explosion.
L'image et les données spectrales de Chandra montrent que les jets de gaz de plusieurs millions de degrés Celsius s'étendant le long de l'axe du baril sont riches en ions fer et nickel, cohérents avec leur éjection depuis le centre de l'étoile. Cela distingue l'explosion d'une supernova conventionnelle de type II dans laquelle la majeure partie du Fe et du Ni entre dans la fabrication de l'étoile à neutrons, et la partie extérieure de l'étoile est ce qui est projeté. En revanche, dans le modèle collapsar des éclats de rayons gamma, du fer et du nickel du centre sont éjectés le long du jet.
Aux extrémités du canon, l'émission de rayons X s'embrase pour former une calotte chaude. Le cap des rayons X est entouré d'un nuage aplati de molécules d'hydrogène détectées dans l'infrarouge. Ces caractéristiques indiquent que l'onde de choc produite par l'explosion a rencontré un grand nuage dense de gaz et de poussière.
Le scénario qui émerge est celui dans lequel une étoile massive formée à partir d'un nuage dense de poussière, brillait brillamment pendant quelques millions d'années tout en faisant tourner des anneaux de gaz et en les repoussant, formant une cavité presque vide autour de l'étoile. L'étoile a ensuite subi une explosion de supernova de type collapsar qui a entraîné une explosion de rayons gamma.
Les observations de W49B peuvent aider à résoudre un problème qui a perturbé le modèle de collapsar pour les sursauts gamma. D'une part, le modèle est basé sur l'effondrement d'une étoile massive, qui est normalement formée d'un nuage dense. En revanche, les observations de la rémanence de nombreux sursauts gamma indiquent que l'explosion s'est produite dans un gaz de faible densité. Sur la base des données W49B, la résolution proposée par Keohane et ses collègues est que l'étoile avait creusé une vaste cavité de basse densité dans laquelle l'explosion s'est ensuite produite.
"Cette étoile semble avoir explosé à l'intérieur d'une bulle qu'elle avait créée", a expliqué Keohane. "Dans un sens, il a creusé sa propre tombe."
Le Marshall Space Flight Center de la NASA, à Huntsville, en Alberta, gère le programme Chandra pour le Bureau des sciences spatiales, siège de la NASA, Washington. Northrop Grumman de Redondo Beach, Californie, anciennement TRW, Inc., était le principal entrepreneur de développement de l'observatoire. Le Smithsonian Astrophysical Observatory contrôle les opérations scientifiques et aériennes du Chandra X-ray Center à Cambridge, Mass.
Source d'origine: Chandra News Release
