Les astronomes ont suivi un puissant sursaut gamma (GRB) – désigné GRB 230906A – jusqu’à sa source : une collision entre deux étoiles à neutrons au sein d’une petite galaxie noyée dans un vaste flux de gaz intergalactique. Cette découverte remet en question les théories existantes sur l’endroit où de tels événements extrêmes se produisent et pourrait expliquer la présence inattendue d’éléments lourds comme l’or et l’argent dans les étoiles lointaines.
L’emplacement inattendu
Auparavant, les fusions d’étoiles à neutrons – des événements violents capables de forger des éléments plus lourds que le fer – étaient observées principalement dans les galaxies de taille moyenne à grande. Cette nouvelle observation, détectée par les télescopes spatiaux de la NASA (Chandra, Fermi, Swift et Hubble) le 23 septembre 2023, révèle que ces fusions peuvent également se produire dans des galaxies beaucoup plus petites. La galaxie hôte est nichée dans un flux de gaz long de 600 000 années-lumière, soit environ six fois la largeur de la Voie lactée, formé à la suite de collisions galactiques passées.
Résoudre des énigmes astrophysiques
L’emplacement de ce GRB est important car il aborde deux mystères de longue date en astrophysique. Premièrement, les GRB semblent souvent provenir de zones en dehors des noyaux galactiques denses, où les collisions devraient être plus fréquentes. Cela suggère que bon nombre de ces événements se produisent en réalité dans des galaxies faibles, non détectées auparavant.
Deuxièmement, des éléments lourds comme l’or, l’argent et le platine se trouvent dans des étoiles éloignées des centres galactiques, qui n’auraient pas encore dû être enrichies de tels éléments. Cette découverte indique que les fusions explosives d’étoiles à neutrons peuvent disperser ces éléments sur de grandes distances, même jusqu’aux confins des galaxies.
Une collision dans une collision
L’équipe, dirigée par Simone Dichiara de la Penn State University, a pu localiser l’origine du GRB grâce à la puissance combinée de plusieurs télescopes. La localisation précise des rayons X de Chandra a permis à Hubble d’identifier la galaxie hôte faible, confirmant que la fusion s’est produite dans le flux de gaz créé par des collisions galactiques antérieures. L’équipe décrit l’événement comme une « collision dans une collision », où une fusion de galaxies a déclenché la formation d’étoiles qui a finalement conduit à la collision des deux étoiles à neutrons.
Implications pour la compréhension de l’univers
La découverte suggère que certains GRB semblent provenir de l’espace intergalactique parce que leurs sources sont tout simplement trop faibles pour être vues. Cette découverte souligne l’importance des techniques d’observation avancées et des données multi-longueurs d’onde pour révéler des événements cosmiques cachés.
« Trouver une collision d’étoiles à neutrons là où nous l’avons fait change la donne », déclare Dichiara. “Cela pourrait être la clé pour résoudre non pas une, mais deux questions importantes en astrophysique.”
Les recherches de l’équipe, qui seront bientôt publiées dans Astrophysical Journal Letters, mettent en évidence les processus dynamiques et violents qui façonnent l’univers, ainsi que le rôle de ces événements extrêmes dans la création des éléments dont nous dépendons.
