Des scientifiques découvrent la ligne de rayons gamma la plus énergétique de l’univers

Un groupe de recherche dirigé par l’Institut de physique des hautes énergies (IHEP) de l’Académie chinoise des sciences (CAS) rapporte la découverte d’une ligne de rayons gamma allant jusqu’à 37 millions d’électrons-volts provenant d’un sursaut gamma extrêmement brillant, qui représente les caractéristiques de ligne spectrale d’énergie la plus élevée émises par les objets célestes de l’univers.

En outre, le groupe a découvert que la ligne des rayons gamma évolue en fonction de la loi de puissance du temps, ce qui fournit des indices essentiels pour dévoiler le mystère de la ligne. L’étude a été publiée dans Sciences Chine Physique, Mécanique et Astronomie.

Les sursauts gamma (SRG) sont les phénomènes d’explosion les plus énergétiques de l’univers, qui peuvent être produits soit par l’effondrement du noyau d’une étoile massive, soit par la collision de deux étoiles compactes, telles que les étoiles à neutrons et les trous noirs.

Cette découverte a été faite sur le GRB le plus brillant de tous les temps, nommé GRB 221009A, qui appartient à la première catégorie et est arrivé sur Terre le 9 octobre 2022, et a été observé par de nombreux télescopes dans le monde entier.

Des chercheurs de l’IHEP, des observatoires du Yunnan de l’ACS, de l’Université normale du Hebei et de l’Université normale du Guizhou ont formé une équipe de collaboration et ont exécuté une analyse complète des données d’observation de deux moniteurs de rayons gamma spatiaux nommés GECAM-C et Fermi/GBM.

GECAM-C a fourni une mesure précise du spectre de la bande de basse énergie de ce GRB, tandis que le Fermi/GBM a couvert la bande de haute énergie où la ligne de rayons gamma est apparue.

En particulier, cette explosion est si brillante (trop de photons gamma dans une courte période de temps) que le détecteur Fermi/GBM a subi une perte de données pendant la partie brillante de l’explosion, rendant l’analyse fiable des données très difficile.

Heureusement, GECAM-C n’a pas rencontré un tel problème grâce à la conception dédiée de l’instrument ; ainsi, les données GECAM-C ont été utilisées pour corriger les données Fermi/GBM.

Après des analyses très difficiles des problèmes de données, des effets instrumentaux et de la modélisation de fond, les chercheurs ont réussi à dériver les spectres fiables de ce GRB et ont en outre identifié une série de lignes de rayons gamma tout au long de l’explosion, y compris la surprenante ligne de rayons gamma avec une énergie allant jusqu’à 37 millions d’électrons-volts détectée pendant la partie brillante de l’explosion.

Il est intéressant de noter qu’ils ont découvert que l’énergie de la ligne varie en fonction du temps, alors que le rapport entre la largeur de la ligne et son énergie reste quasiment constant. Ces caractéristiques ont fourni une preuve solide de la réalité et de l’origine GRB de ces lignes de rayons gamma.

Les découvertes de cette étude apportent un nouvel éclairage sur la physique des GRB et de leurs jets relativistes.