Les rayons gamma ont éclaté des galaxies hôtes. Cliquez pour agrandir
Si une explosion de rayons gamma se produisait près de la Terre, cela ferait une très mauvaise journée: notre couche d'ozone serait supprimée, le climat mondial changerait considérablement et la vie aurait du mal à survivre. Heureusement, il semble qu’elles ne se produisent pas dans des galaxies comme notre Voie lactée. Les chercheurs ont découvert que les éclats ont tendance à se produire dans de petites galaxies irrégulières dépourvues d'éléments chimiques plus lourds.
Un sursaut gamma (GRB) survenant dans notre propre galaxie pourrait décimer la vie sur Terre, détruire la couche d'ozone, déclencher le changement climatique et modifier radicalement l'évolution de la vie. Cependant, la bonne nouvelle est que les résultats publiés en ligne dans la revue Nature montrent que la probabilité d'une catastrophe naturelle due à un GRB est beaucoup plus faible qu'on ne le pensait auparavant.
Les GRB de longue durée sont de puissants éclairs de rayonnement à haute énergie qui proviennent de certaines des plus grandes explosions d'étoiles extrêmement massives. Les astronomes ont analysé un total de 42 GRB de longue durée ?? bf? ceux qui durent plus de deux secondes ?? bf? dans plusieurs levés du télescope spatial Hubble (HST).
Ils ont découvert que les galaxies dont elles sont issues sont généralement de petites galaxies pâles et déformées (irrégulières), alors qu'une seule a été repérée dans une grande galaxie spirale similaire à la Voie lactée. En revanche, les supernovae (également le résultat de l'effondrement d'étoiles massives) se trouvent dans les galaxies spirales environ la moitié du temps.
Ces résultats, publiés dans l'édition en ligne du 10 mai de la revue Nature, indiquent que les GRB ne se forment que dans des environnements très spécifiques, différents de ceux trouvés dans la Voie lactée.
Andrew Fruchter, du Space Telescope Science Institute, principal auteur du document, a déclaré: «Leur apparition dans de petites irrégularités implique que seules les étoiles dépourvues d'éléments chimiques lourds (éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium) ont tendance à produire des GRB de longue durée.
Cela signifie que les longues rafales se sont produites plus souvent dans le passé lorsque les galaxies n'avaient pas une grande quantité d'éléments lourds. Les galaxies constituent un stock d'éléments chimiques plus lourds grâce à l'évolution continue des générations d'étoiles successives. Les étoiles de la première génération se sont formées avant que les éléments plus lourds ne soient abondants dans l'univers.
Les auteurs ont également constaté que les emplacements des GRB différaient de ceux des supernovae (qui sont une variété beaucoup plus courante d'étoiles explosives). Les GRB étaient beaucoup plus concentrés sur les régions les plus brillantes de leurs galaxies hôtes, où résident les étoiles les plus massives. Les supernovae, d'autre part, se produisent dans leurs galaxies hôtes.
"La découverte que les GRB de longue durée se trouvent dans les régions les plus brillantes de leurs galaxies hôtes suggère qu'ils proviennent des étoiles les plus massives ?? bf? peut-être 20 fois ou plus massivement que notre Soleil », a déclaré Andrew Levan de l'Université du Hertfordshire, co-auteur de l'étude.
Cependant, il est peu probable que les étoiles massives abondantes en éléments lourds déclenchent des GRB car elles peuvent perdre trop de matière par les «vents» stellaires de leurs surfaces avant de s'effondrer et d'exploser. Lorsque cela se produit, les étoiles n'ont plus assez de masse pour produire un trou noir, une condition nécessaire pour déclencher les GRB. L'énergie de l'effondrement s'échappe le long d'un jet étroit, comme un jet d'eau d'un tuyau. La formation de jets dirigés, qui concentrent l'énergie le long d'un faisceau étroit, expliquerait pourquoi les GRB sont si puissants.
Si une étoile perd trop de masse, elle ne peut laisser qu'une étoile à neutrons qui ne peut pas déclencher un GRB. En revanche, si l'étoile perd trop peu de masse, le jet ne peut pas se frayer un chemin à travers l'étoile. Cela signifie que les étoiles de masse extrêmement élevée qui gonflent trop de matière peuvent ne pas être candidates à de longues rafales. De même, les étoiles ne donnent pas trop de matière.
«C'est un scénario Boucle d'or», a déclaré Fruchter. «Seules les supernovae dont les étoiles progénitrices ont perdu une partie, mais pas trop de masse, semblent être candidates à la formation de GRB ?? bf ?.
«Les gens ont, dans le passé, suggéré qu'il pourrait être possible d'utiliser des GRB pour suivre les emplacements de la formation des étoiles. Cela ne fonctionne évidemment pas dans l'univers tel que nous le voyons maintenant, mais, quand l'univers était jeune, les GRB étaient peut-être plus courants, et nous pourrions peut-être encore les utiliser pour voir les toutes premières étoiles à se former après la Big Bang », a ajouté Levan.
Source d'origine: communiqué de presse RAS
