Le télescope TESS de chasseur d’exoplanètes détecte un sursaut de rayons gamma lumineux –

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  • La NASA a une longue tradition de découvertes inattendues, et la mission TESS du programme spatial n’est pas différente. L’astrophysicienne de SMU et son équipe ont découvert un sursaut de rayons gamma particulièrement lumineux à l’aide d’un télescope de la NASA conçu pour trouver des exoplanètes – celles qui se produisent en dehors de notre système solaire – en particulier celles qui pourraient être capables de soutenir la vie.

    C’est la première fois qu’un sursaut gamma est détecté de cette façon.

    Les sursauts gamma sont les explosions les plus brillantes de l’univers, généralement associées à l’effondrement d’une étoile massive et à la naissance d’un trou noir. Ils peuvent produire autant d’énergie radioactive que le soleil en émettra au cours de ses 10 milliards d’années d’existence.

    Krista Lynne Smith, professeure adjointe de physique à la Southern Methodist University, et son équipe ont confirmé que l’explosion – appelée GRB 191016A – s’est produite le 16 octobre et ont également déterminé son emplacement et sa durée. Une étude sur la découverte a été publiée dans Le journal astrophysique.

    «Nos résultats prouvent que ce télescope TESS est utile non seulement pour trouver de nouvelles planètes, mais aussi pour l’astrophysique à haute énergie», a déclaré Smith, qui se spécialise dans l’utilisation de satellites comme TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) pour étudier les trous noirs supermassifs et les gaz qui les entourent. eux. De telles études mettent en lumière le comportement de la matière dans l’espace-temps profondément déformé autour des trous noirs et les processus par lesquels les trous noirs émettent de puissants jets dans leurs galaxies hôtes.

    Smith a calculé que GRB 191016A avait une magnitude maximale de 15,1, ce qui signifie qu’il était 10000 fois plus faible que les étoiles les plus pâles que nous pouvons voir à l’œil nu.

    Cela peut sembler assez sombre, mais la faiblesse est liée à la distance à laquelle l’éclatement s’est produit. On estime que la lumière de la galaxie de GRB 191016A avait voyagé 11,7 milliards d’années avant de devenir visible dans le télescope TESS.

    La plupart des sursauts gamma sont plus faibles – plus proches de 160000 fois plus faibles que les étoiles les plus faibles.

    La rafale a atteint sa luminosité maximale entre 1 000 et 2 600 secondes, puis s’est atténuée progressivement jusqu’à ce qu’elle soit tombée en dessous de la capacité du TESS à la détecter environ 7 000 secondes après son déclenchement initial.

    Ce sursaut gamma a été détecté pour la première fois par un satellite de la NASA appelé Swift-BAT, qui a été construit pour trouver ces sursauts. Mais parce que le GRB 191016A s’est produit trop près de la lune, le Swift-BAT n’a pas pu faire le suivi nécessaire, il devrait normalement en savoir plus jusqu’à des heures plus tard.

    Le TESS de la NASA regardait cette même partie du ciel. C’était de la pure chance, alors que TESS se tourne chaque mois vers une nouvelle bande du ciel.

    Alors que les chercheurs sur les exoplanètes sur une base terrestre pour TESS pouvaient dire tout de suite qu’un sursaut gamma s’était produit, il leur faudrait des mois avant d’obtenir des données du satellite TESS. Mais comme ils se concentraient sur les nouvelles planètes, ces chercheurs ont demandé si d’autres scientifiques lors d’une conférence TESS à Sydney, en Australie, souhaitaient creuser davantage sur l’explosion.

    Smith était l’un des rares spécialistes en astrophysique de haute énergie à ce moment-là et s’est rapidement porté volontaire.

    «Le satellite TESS a beaucoup de potentiel pour des applications à haute énergie, et c’était un trop bon exemple pour le laisser passer», dit-elle. L’astrophysique à haute énergie étudie le comportement de la matière et de l’énergie dans des environnements extrêmes, y compris les régions autour des trous noirs, de puissants jets relativistes et des explosions comme les sursauts gamma.

    TESS est un télescope optique qui recueille les courbes de lumière sur tout ce qui se trouve dans son champ de vision, toutes les demi-heures. Les courbes de lumière sont un graphique de l’intensité lumineuse d’un objet ou d’une région céleste en fonction du temps. Smith a analysé trois de ces courbes de lumière pour être en mesure de déterminer la luminosité de la rafale.

    Elle a également utilisé des données d’observatoires au sol et du satellite Swift gamma pour déterminer la distance du sursaut et d’autres qualités à son sujet.

    “Parce que la rafale a atteint son pic de luminosité plus tard et avait une luminosité de pic qui était plus élevée que la plupart des rafales, elle a permis au télescope TESS de faire plusieurs observations avant que la rafale ne passe en dessous de la limite de détection du télescope”, a déclaré Smith. «Nous avons fourni le seul suivi optique spatial de cette explosion exceptionnelle».

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