Incroyablement lointains et puissants, les flashs très brefs
de rayonnement de haute énergie connus sous le petit nom de Bursts de
rayonnement gamma (ou GRB pour l’acronyme anglosaxon) étaient depuis longtemps
l’un des plus grands mystères de l’astrophysique. Mais aujourd’hui, ils
deviennent un nouvel outil très intéressant et puissant. Grâce aux
observatoires en orbite comme les fameux Fermi et Swift de la NASA qui scrutent quotidiennement ces
bouffées de rayons gamma, les astrophysiciens commencent à faire des plans pour les
utiliser comme des lampes torches pour scruter d’obscurs détails de l’Univers
jeune…
Illustration d'un GRB (credit ESO) |
Observés quasi quotidiennement maintenant, et dans toutes
les directions de l’espace, les GRBs sont aujourd’hui estimés être le signal d’un
effondrement gravitationnel d’un cœur d’étoile se transformant en trou noir. Leur intense lumière peut traverser la totalité de l’Univers
observable, pouvant ainsi servir de témoin des chapitres les plus anciens de l’histoire
de l’Univers. La compréhension de ces flashes par les théoriciens est encore en
cours d’évolution, mais lors de la conférence Fermi/Swift qui eut lieu il y a
deux semaines à Munich, les astrophysiciens ont discuté sérieusement de comment
ils pourraient utiliser les GRB pour cartographier l’évolution chimique de l’Univers
du fait de la filtration de cette lumière des GRB au travers le gaz des
galaxies qui les abritent.
Volker Bromm, de l’université du Texas, parle même de pierre
de Rosette cosmique au sujet des GRB, car ils pourraient porter de l’information
sur la composition des toutes premières étoiles de l’Univers, seulement
quelques centaines de millions d’années après le BigB.
Avec les galaxies lointaines et les quasars (ces cœurs de
galaxies jeunes abritant des trous noirs supermassifs), les objets à l’origine
des GRBs font partie des plus lointains de l’Univers. En tant que messagers de
l’Univers jeune, les GRB possèdent un gros avantage sur les deux autres :
ils sont bien plus brillants que les galaxies, ce qui signifie qu’un
spectrographe peut beaucoup plus facilement décomposer les lignes d’absorption spectrales
permettant de révéler la nature chimique du milieu traversé… Les quasars quant
à eux sont encore plus brillants mais leur luminosité est bien plus erratique
et leur spectre bien plus compliqué, rendant l’extraction d’information spectrale beaucoup
plus délicate…
Le GRB 990123 pris en flagrant délit par Hubble (NASA/ESA) |
Mais les astrophysiciens et cosmologistes veulent aller
encore plus loin dans le passé, évidemment. Il faut savoir que les GRB existent
depuis la formation des premières étoiles, dans un Univers très jeune, où les
premières étoiles étaient probablement très massives, très brillantes et de
courte durée de vie. La lumière de telles étoiles quand elles explosaient violemment
en GRB devaient offrir de belles empreintes du gaz environnant, la principale
matière constituant l’Univers jeune.
En analysant les GRB dans les galaxies à différentes époques, les astrophysiciens
devraient être capables de tracer l’évolution de la composition de l’Univers
jeune, quand les premières générations d’étoiles brûlaient les quantités d’hydrogène
et d’hélium primordiales pour les convertir en éléments plus lourds appelés en
astrophysique des « métaux » (même si il ne s’agit pas de métaux à
proprement parler).
Le système GROND sur le télescope de 2.2 m de La Silla, Credit : ESO |
Il est aussi inquiétant de savoir que Swift va bientôt arriver en fin
de vie, initialement prévu pour rester 2 ans en activité en orbite. Mais d’autres
astronomes sont confiants dans les télescopes terrestres qui pourraient
effectuer le même travail que Swift avec seulement plus de spectrographes.
Il faut
maintenant attendre le bon GRB, celui qui permettra de nous mener au plus près
du trop fameux BigB. Les astrophysiciens n’ont pas encore eu cette chance pour
l’instant…
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