Une étude sur l'explosion cosmique la plus brillante de tous les temps confirme ses origines, mais soulève un doute

Nouvelle découverte sur BOAT, le sursaut gamma (GRB) le plus brillant jamais enregistré. Voici les conclusions inattendues auxquelles sont parvenus les astrophysiciens et les causes de cette explosion.

BOAT, le sursaut gamma le plus brillant jamais observé

International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/B. O'Connor (UMD/GWU) & J. Rastinejad & W Fong (Northwestern Univ) Image processing: T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF’s NOIRLab), J. Miller, M. Zamani & D. de Martin (NSF’s NOIRLab)/Wi

C'était en 2022, précisément le 9 octobre, lorsque qu'une équipe de chercheurs internationaux, y compris des astrophysiciens de l'Université Northwestern, Illinois, USA, a repéré l'éclair de rayons gamma le plus lumineux jamais observé depuis le Big Bang, appelé GRB 221009A et surnommé BOAT. Près de deux ans plus tard, une équipe de la même université a confirmé que la cause de ce phénomène incroyable était l'effondrement et l'explosion d'une étoile massive. Ainsi, une supernova gigantesque a été découverte grâce au télescope spatial James Webb de la NASA.

Cependant, cette prise de conscience ouvre la voie à un autre mystère : selon les scientifiques, à l'intérieur de la supernova pourraient se cacher des éléments lourds tels que l'or et le platine. Des supernovae aussi imposantes devraient en effet produire ces matériaux, et la nouvelle étude s'est penchée sur cet aspect précis pour en trouver la confirmation.

Il n'y a pas d'or ni de platine dans BOAT : le mystère continue

NASA/Swift/Wikimedia commons - Public domain

L'explosion s'est produite à une distance de 2,4 milliards d'années-lumière de la Terre, dans la constellation du Sagittaire. Peter Blanchard, astrophysicien et premier auteur de l'étude, a expliqué : "Lorsque nous avons confirmé que le GRB a été généré par l'effondrement d'une étoile massive, cela nous a donné l'opportunité de tester une hypothèse sur la formation de certains des éléments les plus lourds de l'Univers." Cependant, ajoute-t-il, "nous n'avons pas trouvé de traces de ces éléments lourds, suggérant que les sursauts gamma extrêmement énergétiques comme le BOAT ne produisent pas ces éléments."

Cela ne signifie pas, souligne-t-il, qu'aucun GRB ne les produit. Cependant, pouvoir les exclure de cette énorme supernova est certainement un détail crucial "alors que nous continuons à chercher à comprendre d'où viennent ces éléments lourds". C'est donc un mystère en cours, qui remet en question l'hypothèse précédente et ajoute une pièce au puzzle de la compréhension de l'origine de l'or et du platine dans le cosmos.

Le sursaut gamma : l'origine

ESO/A. Roquette/Wikimedia commons - CC BY 4.0

Mais comment se produit en détail un événement cosmique similaire ? Lorsqu'une étoile massive épuise son carburant, elle commence d'abord par s'effondrer, puis explose vers l'extérieur, créant une immense explosion de supernova et laissant derrière elle une étoile à neutrons très dense ou un trou noir. Ce sont précisément ces explosions qui génèrent les sursauts gamma, bien que plus rarement la cause puisse être la collision entre deux étoiles à neutrons.

Quoi qu'il en soit, ces explosions impressionnantes peuvent être captées par des observatoires situés dans l'espace et parfois même depuis la Terre. Les premières observations ont été enregistrées par les satellites militaires américains dans les années 1960. Depuis lors, les efforts se sont concentrés sur le développement d'équipements capables de détecter leur lumière très énergétique, jusqu'à l'arrivée de BOTAT, dix fois plus puissant que tous les précédents. "Un événement que la Terre ne voit que tous les 10 000 ans", a déclaré Blanchard.

Les astronomes ont dû attendre six mois que l'éclat s'éteigne pour pouvoir l'observer directement via le James Webb. Les chercheurs ont alors détecté des traces d'oxygène et de calcium, des éléments courants dans les supernovae. Le matériau le plus lourd trouvé à l'intérieur est le fer. À l'avenir, le télescope spatial de la NASA sera utilisé pour observer et étudier d'autres supernovae et recueillir davantage d'informations sur ce qui n'a pas encore été pleinement compris.