Les astronomes sont confus.
Comme si les sursauts gamma (GRB) n'étaient pas assez mystérieux, il y a autre chose à ajouter au sac de confusion. Juste au moment où il devrait y avoir beaucoup de GRB, pendant «l'époque de la formation d'étoiles» (lorsque les étoiles commençaient à peine à évoluer après le Big Bang), il semble qu'il n'y en ait pas. Zéro. Il n’y a pas d’anciens éclairs de mort massive d’étoiles. De plus, il ne semble pas non plus y avoir de rémanence des rafales de rayons gamma précédentes.
Alors que se passe-t-il? N'y avait-il pas d'événements GRB avant il y a 12,8 milliards d'années? Peut-être… bien qu'il puisse y avoir une autre réponse. Ils sont là-bas, mais nous je ne peux pas les voir.
Les sursauts gamma sont les explosions les plus importantes et les plus brillantes de notre univers depuis le Big Bang. Lorsqu'un GRB explose, il peut facilement éclipser sa galaxie hôte contenant des milliards d'étoiles. Ces événements énergétiques ont été observés depuis les années 1960 et ce n'est que récemment que les astronomes ont trouvé une explication de ce que sont les GRB. Un GRB se produit lorsqu'un jeune pauvre en métal l'étoile massive a épuisé tout son carburant et, comme une supernova, s'effondre sous son propre champ gravitationnel. L'étoile à rotation rapide canalise alors des faisceaux de rayonnement intenses de ses pôles sous forme de rayons gamma. Si l'un de ces faisceaux est dirigé vers la Terre, nous voyons une explosion disproportionnée (car une grande quantité d'énergie est canalisée à travers les pôles). Jusqu'à la conception du «modèle de collapsar», les astronomes étaient incapables d'expliquer ces événements énergétiques.
Le modèle collapsar semble expliquer les GRB d'une durée de deux secondes ou plus. Cependant, il existe une autre classe de GRB, à des échelles de temps beaucoup plus courtes, qui ne correspond pas au modèle collapsar. Les GRB à courte période peuvent être le résultat d'interactions violentes entre des trous noirs et une étoile à neutrons.
Alors, cela signifie-t-il que les GRB deviennent moins mystérieux? En fait, la théorie du GRB vient de devenir un peu plus compliquée. Il semblerait qu'aucun GRB ne se soit produit avant il y a 12,8 milliards d'années. Le mois dernier, le GRB le plus éloigné (et donc le plus ancien) a été détecté à 12,8 milliards d'années-lumière, mais cela en soi est étrange.
Au moment où les premières étoiles ont commencé à se former (il y a environ 13,4 milliards d'années), elles étaient par définition des étoiles «pauvres en métaux» (les éléments plus lourds, tels que les métaux, n'étaient possibles qu'après plusieurs générations d'évolution stellaire), donc cela devrait être une période où les GRB éclairaient régulièrement le ciel nocturne. Cependant, selon les observations des galaxies les plus éloignées contenant les étoiles les plus jeunes, les événements GRB semblent inexistants.
Une explication avancée est l'effet du décalage vers le rouge. À mesure que l'Univers se développe, l'espace-temps s'étire. Alors que la lumière se déplace depuis les parties les plus éloignées de l'Univers, la lumière elle-même des GRB a peut-être été tellement étirée (décalée vers le rouge) que les émissions électromagnétiques ne peuvent tout simplement pas être détectées par notre instrumentation. Ces énormes explosions pourraient se produire, mais comme la lumière émise a été tellement décalée vers le rouge, au moment où la lumière nous parvient, peut-être que l'émission ne ressemble pas à un GRB. Même la rémanence d'une de ces explosions massives serait méconnaissable dans ce cas, la lumière observée serait déplacée jusque dans l'infrarouge.
Ainsi, des GRB seront-ils découverts plus loin que 12,8 milliards d'années-lumière? Je pense que nous devrons attendre de construire des observatoires infrarouges améliorés ou de reconnaître à quoi ressemble un GRB distant et ancien…
Source: NASA
