Une illustration de la ligne de rayons gamma dans l'univers. /CFP

Des scientifiques chinois ont identifié une ligne spectrale de rayons gamma dont les niveaux d’énergie culminent à 37 millions d’électronvolts, soit la ligne spectrale de rayons gamma la plus énergétique jamais observée sur des corps célestes cosmiques. Cette découverte permettra de faire progresser considérablement la compréhension des sursauts gamma (GRB).

L’étude, menée par des chercheurs de l’Institut de physique des hautes énergies (IHEP) de l’Académie chinoise des sciences, a été publiée jeudi en couverture de la revue.

Les GRB, généralement de très courte durée, sont les phénomènes les plus violents et les plus explosifs de l’univers après le Big Bang, et ils se produisent lors de l’effondrement d’étoiles massives ou de la fusion d’étoiles compactes binaires, telles que les étoiles à neutrons et les trous noirs.

En particulier, les chercheurs ont découvert que pendant la phase principale de sursaut du GRB, l’énergie de cette ligne spectrale atteignait jusqu’à 37 millions d’électrons-volts, établissant un nouveau record pour la ligne de rayons gamma observée dans l’univers.

Les scientifiques chinois ont détecté l’événement grâce à des observations conjointes réalisées à partir de télescopes spatiaux et terrestres du pays. Parmi ces télescopes figurent le premier satellite chinois d’astronomie à rayons X, Insight-HXMT, le GECAM-C, un dispositif de surveillance des rayons gamma dans tout le ciel dédié aux GRB, et le Large High Altitude Air Shower Observatory, qui fonctionne dans la bande des rayons gamma de très haute énergie. Ensemble, ils ont réalisé une mesure sans précédent du GRB.

Au cours de l’étude, l’équipe de recherche a utilisé conjointement les données du télescope spatial GECAM-C et du télescope spatial à rayons gamma Fermi pour effectuer une analyse spectrale détaillée et rechercher les lignes spectrales de GRB 221009A. Ils ont réussi à extraire des spectres GRB précis et fiables, après des analyses complètes et difficiles des effets instrumentaux et des problèmes de fond causés par l’extrême luminosité de cette explosion.

L’équipe de recherche a découvert une ligne spectrale dans le spectre énergétique de GRB 221009A présentant un modèle de décroissance en loi de puissance pour l’énergie et le flux de la ligne, et une largeur de ligne presque constante et relativement étroite, à mesure que l’explosion se poursuit.

Le premier GRB a été découvert en 1967. Ces dernières années, avec la découverte des ondes gravitationnelles, les GRB ont été sous le feu des projecteurs de l’astronomie temporelle multi-longueurs d’onde et multi-messagers.

Le GRB le plus brillant jamais observé, codé GRB 221009A, a été observé dans le monde entier le 9 octobre 2022 et s’est avéré être le résultat de l’effondrement d’une étoile massive.

Xiong Shaolin, chef de l’équipe de recherche, qui est également l’investigateur principal des télescopes spatiaux de la série GECAM à l’IHEP, a noté que ces découvertes revêtent une grande importance pour l’étude de la physique et des mécanismes derrière les GRB et les jets relativistes lancés par les GRB.

Pour dévoiler les mystères de l’univers extrême, la Chine a lancé une série de satellites d’observation GRB, notamment Insight-HXMT, la série GECAM, la sonde Einstein et le Space Variable Objects Monitor.