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Une nouvelle classe d’événements explosifs découverte dans l’espace ?

Credit: NASA/CXC/UA/J.Irwin et al.

Une équipe d’astronomes a peut-être découvert une nouvelle classe d’événements explosifs dans l’Univers : de mystérieux rayons X qui flambent et dégagent à leur apogée une puissance équivalente à des centaines de milliers de fois les rayons X dégagés par les systèmes binaires typiques.

Dans l’espace, les principales sources de rayons X sont les supernovae, les pulsars et les quasars. Mais ces nouvelles sources n’ont pas d’égal dans l’Univers. Émanant des deux galaxies elliptiques NGC 5128 (également connue sous le nom du Centaure A) et NGC 4636, ces sursauts de rayons X nouvellement détectés qualifiés par les chercheurs d’ultralumineux, dégagent à leur apogée une puissance équivalente à des centaines de milliers de fois les rayons X dégagés par les systèmes binaires typiques où une étoile est en orbite d’un objet compact (étoile à neutrons ou trou noir).

Les chercheurs ont commencé à s’intéresser à ces phénomènes lumineux inhabituels après avoir détecté un bref sursaut de rayon X à proximité de la galaxie NGC 4697. Deux très brèves rafales avaient en effet été observées à l’époque — l’une en 2003 et l’autre en 2007 — et personne ne savait à partir de quoi ces rayons émanaient. En passant au crible les données archivées couvrant 70 galaxies recueillies par la NASA grâce au Laboratoire aux rayons X Chandra, les chercheurs ont pu identifier deux objets qui pourraient être à l’origine de ces sursauts cosmiques.

La première source située à proximité de la galaxie NGC 4636 — à quelque 47 millions d’années-lumière de la Terre — aurait été à l’origine d’une explosion observée en février 2003. La seconde source — située près de la galaxie NGC 5128, à une distance d’environ 14 millions d’années-lumière de la Terre — aurait quant à elle flambé déjà cinq fois entre 2007 et 2014.

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Credit: NASA/CXC/UA/J.Irwin et al.

Selon les chercheurs, ces deux sources mystérieuses peuvent devenir une centaine de fois plus brillantes dans le domaine des rayons X en seulement une minute avant de revenir progressivement à leurs niveaux de rayonnement d’origine, environ une heure plus tard.

Alors que les magnétars — ces jeunes étoiles à neutrons avec des champs magnétiques puissants — sont connus pour produire des fusées lumineuses de rayons X extrêmement puissantes, ces objets nouvellement découverts n’ont rien de comparable. Lorsque les magnétars flambent, ils ne se passe que quelques secondes avant que l’intensité de leur bouffée de rayons X ne se mette à décliner. De plus, ces nouvelles sources X éruptives se situent dans un amas globulaire et dans une galaxie naine compacte peuplée d’étoiles âgées tandis que les magnétars sont des objets généralement « jeunes ». Enfin, ces nouveaux objets sont plus lumineux en rayons X, et ce, même dans leur période calme.

« On n’a jamais vu quelque chose comme ça, » explique l’astronome Jimmy Irwin de l’Université de l’Alabama. « Ceci pourrait être un phénomène entièrement nouveau dans l’Univers ». Le chercheur avance néanmoins quelques suggestions : « Il n’y a que très peu d’objets dans l’Univers qui sont capables de produire ce type d’événement très énergétique et très rapide comme une supernova ou une bouffée de rayons gamma. S’il s’agit d’une étoile à neutrons, cela signifie qu’elle fait quelque chose que nous ne comprenons pas du tout. Si c’est un trou noir, ces fortes luminosités X sont certes plus possibles, mais nous ne comprenons alors pas le processus qui produit une si rapide éruption… »

Une idée avancée par les chercheurs suggère que les éruptions représenteraient des épisodes au cours desquels de la matière serait arrachée de l’étoile compagne et tomberait rapidement dans le trou noir ou sur l’étoile à neutron, par exemple si la compagne ayant une orbite très excentrique s’approche périodiquement très près du compagnon compact.

Toujours est-il que quelque chose semble détraquer le processus d’accrétion de matière tel qu’on pensait le connaître, pour produire les éruptions hors norme et inédites.

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