Mon Top 10 des découvertes de 2020

Observation de la grande conjonction Saturne-Jupiter (live du jardin)

 

La Grande Conjonction Saturne-Jupiter

Des neutrinos comme signe avant coureur d'une fusion de trous noirs supermassifs

La blazar TXS 0506+056  a été le premier objet astrophysique reconnu comme source de neutrinos de très haute énergie. Le fait que deux épisodes semblables séparés de trois ans environ ont été détectés par IceCube en provenance de ce noyau actif de galaxie indique selon une équipe d'astrophysiciens une possibilité qu'il puisse s'agir d'une émission de neutrinos périodique, qui pourrait être liée à un couple de trous noirs supermassifs proches de la fusion... Une étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters.

Découverte de très vastes bulles d'émission de rayons X de part et d'autre de la Galaxie

On connaissait les bulles de Fermi (on en parle ici depuis 2012), ces vastes étendues de plasma émettant des rayons gamma de part et d'autre du plan galactique, et bien il faudra compter désormais sur les bulles de eROSITA, des lobes encore plus étendus, englobant les bulles de Fermi et sans doute ayant la même origine au centre de notre Galaxie. L'étude est publiée dans Nature.

Le résidu de supernova qui ne ressemble à rien

G350.1−0.3 est un résidu de supernova pas comme les autres : extrêmement asymétrique, très véloce, et très jeune. Il vient d'être caractérisé avec le télescope spatial Chandra par une équipe d'astrophysiciens américains qui publient leur étude dans The Astrophysical Journal Letters.

Le carbone plus facilement produit dans les supernovas à effondrement de coeur

L'une des réactions nucléaires les plus importantes pour nous et pour la vie en général, si ce n'est la plus importante, est celle qui produit des noyaux de carbone lors des supernovas à effondrement de coeur. Une réaction qu'on appelle le processus triple-alpha car elle voit fusionner trois particules alpha (des noyaux d'hélium) en un noyau de carbone. Aujourd'hui, une équipe d'astrophysiciens trouve que cette réaction doit être boostée par un facteur 10 lors de l'explosion d'une supernova, ce qui remet en question l'origine de certains éléments lourds dans le système solaire. L'étude est publiée dans Nature. 

L'origine des plus petits grains des anneaux de Saturne

Une méthode très efficace pour étudier les anneaux de Saturne est d'observer des étoiles à travers ces anneaux. La sonde Cassini a été utilisée pour ce genre d'étude par l'observation de la diffraction de la lumière par les bords des anneaux de la géante  lors d'occultation d'étoiles. Les résultats sont publiés cette semaine dans le journal de planétologie Icarus. 

Découverte d'une pulsation gamma à longue période dans l'amas globulaire 47 Tucanae

L’amas globulaire 47 Tucanae (47 Tuc) est l’un des plus gros amas globulaires de notre galaxie. Alors que comme pour plusieurs autres amas globulaires, une émission gamma y a été détectée, a priori en provenance d’une population de pulsars millisecondes, une équipe d’astrophysiciens chinois vient de déceler une pulsation gamma périodique qui ne correspond pas du tout à celle des pulsars millisecondes… Une étude parue dans The Astrophysical Journal Letters. 

La "nova" de 1670 était 25 fois plus lumineuse qu'une nova

Le 20 juin 1670, l'astronome Anthelme Voituret découvrait ce qui allait rester comme la première nova documentée de l'époque moderne : Nova Vulpeculae 1670 (CK Vulpeculae) dans la constellation du Petit Renard. Alors que l'on a longtemps pensé qu'il s'agissait d'une nova relativement classique, des nouvelles observations indiquent que CK Vulpeculae se trouverait 5 fois plus loin que les premières estimations, ce qui signifie que l'éruption de 1670 devait être 25 fois plus brillante qu'une simple nova... L'étude est parue dans The Astrophysical Journal Letters.

Explication trouvée pour la galaxie NGC1052-DF4 très déficiente en matière noire

Cette étude vient peut-être clore un long débat passionné qui a commencé il y a deux ans au sujet d'un couple de galaxies naines qui semblaient très appauvries en matière noire, les galaxies NGC1052-DF2 et NGC1052-DF4. Une équipe vient en effet de montrer que NGC1052-DF4 est victime de cannibalisation par une grosse galaxie voisine qui a déjà accaparé la majorité de sa matière noire et est en train de faire de même avec ces étoiles, d'où son aspect très atypique. L'étude est parue dans The Astrophysical Journal.

Première détection des neutrinos du cycle CNO du Soleil

Les chercheurs de la collaboration Borexino viennent d'obtenir la première preuve expérimentale de l'existence du cycle de fusions nucléaires CNO (carbone-azote-oxygène) dans le Soleil. Ils ont pu le mettre en évidence grâce à la détection des neutrinos spécifiques qui sont produit dans ce processus. Ils publient leurs résultats dans Nature.

Le Grand Nuage de Magellan déforme la Voie Lactée

Le Grand Nuage de Magellan est la plus grosse galaxie satellite de la Voie Lactée. Elle a une masse pas du tout négligeable de l'ordre d'un dixième de celle de la Voie Lactée. On pense que cette galaxie "naine" est passé très près du disque de notre galaxie il y a 700 millions d'années, et aujourd'hui, on découvre que ce passage semble avoir laissé de sérieuses traces d'étirement et de déformation du disque de la Voie Lactée, une étude parue dans Nature Astronomy aujourd'hui.

Le FRB de notre galaxie se répète (lui aussi) !

Il y a à peine trois semaines, je vous relatais la mise en évidence du premier FRB (Fast Radio Burst) provenant de notre galaxie, issu d'un magnétar nommé SGR 1935+2154. Et bien il n'aura pas fallu très longtemps pour détecter deux autres bouffées rapides d'ondes radio venant de ce magnétar. FRB 200428 se répète donc, comme un grand nombre d'autres FRB, et avec une énergie dissipée qui paraît très variable. Une étude parue dans Nature Astronomy.

SGR 1935+2154 est un magnétar qui se trouve à seulement 14000 années-lumière d'ici, deux fois moins loin que le centre galactique et est à ce titre l'un des magnétar les plus proches sur la trentaine que nous avons pu identifiés à ce jour. Mais pour l'instant, c'est le seul qui montre des bouffées rapides d'ondes radio de type FRB. La publication de cette découverte le 4 novembre dernier dans Nature concernait une observation effectuée le 28 avril 2020 avec d'un côté le radiotélescope CHIME et de l'autre avec celui de la collaboration STARE2. Bien évidemment, la communauté astrophysique a été très vite au courant de cette détection, bien avant la rédaction de l'article puis sa publication après le long processus de validation par les pairs. Des équipes se sont donc lancées très vite dans un suivi régulier du magnétar SGR 1935+2154 et voici le premier résultat de cette traque : deux nouvelles bouffées d'ondes radio très courtes, espacées de moins de 2 secondes ont été détectées le 24 mai 2020 par quatre radiotélescopes européens.

Franz Kirsten (Chalmers University) et ses collaborateurs ont scruté le magnétar durant quatre semaines, soit un total de 522 heures, et ont fini par voir deux sursauts de faible intensité espacés de 1,4 s. Et quand on dit faible intensité, c'est vraiment le cas, car si on compare les différentes bouffées observées, entre les deux premières du 28 avril et ces deux nouvelles (10 000 fois plus faibles que les deux premières), plus une autre qui a également été perçue par le radiotélescope chinois FAST entre temps (le 3 mai), et encore 1000 fois plus faible que ces deux nouvelles publiées aujourd'hui, on a des niveaux d'énergie émise qui s'étalent sur 7 ordres de grandeur ! (la plus faible bouffée est 10 millions de fois moins intense que la plus forte). Ces données sont évidemment extrêmement importantes car elles permettent de comprendre pourquoi on peut voir certains FRB extragalactiques se répéter et d'autres non. Il se pourrait simplement qu'ils se répètent tous mais que nous n'arrivons à détecter que les bouffées les plus intenses avec nos radiotélescopes, le sommet de l'iceberg...

Ces deux nouvelles bouffées d'ondes radio portent bien leur nom car elles sont très rapides : 866 ± 43 μs et 961 ± 48 μs. Elles montrent cependant des différences notables, non seulement dans l'énergie qu'elles transportent (la seconde est 5 fois moins énergétique que la première), mais aussi en terme de polarisation des ondes électromagnétiques : la première bouffée est très faiblement polarisée, tandis que la seconde montre à la fois une composante de polarisation linéaire et de polarisation circulaire assez importantes.

Lorsque les chercheurs analysent le taux de répétition de FRB 200428, et le fait qu'ils n'ont rien détecté durant 421h avant de détecter ces deux bouffées séparées de 1,4 s, ils en déduisent que ces bouffées ne sont pas distribuées de façon aléatoire ou selon une distribution de Poisson, mais qu'au contraire les bouffées doivent apparaître en groupes, d'ailleurs exactement ce qui avait été observé sur le premier FRB répétitif découvert, le fameux FRB 121102.

Alors que les deux premières bouffées du 28 avril étaient accompagnées par des bouffées de rayons X qui signaient l'origine du magnétar, ce n'est pas le cas pour ces nouvelles bouffées d'ondes radio : le télescope Fermi-GBM n'a rien détecté à ce moment là et malheureusement, les autres télescopes spatiaux HXMT et Swift n'étaient pas dans le champ de vue de SGR 1935+2154 /FRB 200428. Et inversement, plusieurs bouffées de rayons X ont été détectées durant les 4 semaines d'observation du mois de mai : notamment le 10 mai et le 20 mai en provenance certaine du magnétar, mais aucune bouffée rapide radio n'a été trouvée en coïncidence. Et HXMT a de son côté détecté en tout 59 bouffées de rayons X durant la campagne d'observation de l'équipe de Kirsten, dont certaines beaucoup plus fortes que celle détectée par Fermi, mais là encore, aucun signal radio en coïncidence.

Le suivi resserré de SGR 1935+2154 va donc maintenant se poursuivre dans de multiples longueurs d'ondes, des plus énergétiques aux moins énergétiques, à la recherche de bouffées de tous les types... Lorsqu'on tient un bon client, il serait dommage de le lâcher aussi vite. Ce magnétar est bien parti pour nous fournir la clé de l'énigme FRB.

Source

Detection of two bright radio bursts from magnetar SGR 1935 + 2154

F. Kirsten, et al.

Nature Astronomy (16 november 2020)

https://doi.org/10.1038/s41550-020-01246-3

Illustration

Signal mesuré des deux nouvelles bouffées rapides d'ondes radio de FRB 200428 (Kirsten et al.)

Découverte d'un amas globulaire extrêmement pauvre en métaux dans la galaxie d'Andromède

Un amas globulaire extrêmement pauvre en éléments lourds a été caractérisé dans la galaxie d’Andromède. RBC EXT8 apparaît beaucoup trop pauvre en « métaux » pour la masse qu’il arbore, de quoi retravailler la théorie de la formation de ces très vieux groupes denses d’étoiles. Une étude parue dans Science.