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Mesurer l’univers avec des explosions fracassantes

Image conceptuelle de cette recherche : utilisation des éclats de rayons gamma pour déterminer la distance dans l’espace. 1 crédit

Une équipe internationale de 23 chercheurs dirigée par Maria Dainotti, professeure adjointe à l’Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ), a analysé des données d’archives sur de puissantes explosions cosmiques dues à la mort d’étoiles et a trouvé une nouvelle façon de mesurer les distances dans l’univers lointain.

En l’absence de points de repère dans l’espace, il est très difficile d’avoir une idée de la profondeur. Une technique utilisée par les astronomes consiste à rechercher des “bougies standard”, des objets ou des événements où la physique sous-jacente dicte que la luminosité absolue (ce que vous verriez si vous étiez juste à côté) est toujours la même. En comparant cette luminosité absolue calculée à la luminosité apparente (ce qui est réellement observé depuis la Terre), il est possible de déterminer la distance à la bougie standard, et par extension aux autres objets dans la même zone.

Le manque de bougies standard suffisamment brillantes pour être vues à plus de 11 milliards d’années-lumière a entravé la recherche sur l’univers lointain. Les sursauts gamma (GRB), des sursauts de rayonnement produits par la mort d’étoiles massives, sont suffisamment brillants, mais leur luminosité dépend des caractéristiques de l’explosion.

Relevant le défi d’essayer d’utiliser ces événements lumineux comme bougies standard, l’équipe a analysé les données d’archives pour les observations de lumière visible de 500 GRB prises par des télescopes de renommée mondiale tels que le télescope Subaru (détenu et exploité par NAOJ), RATIR et des satellites comme l’observatoire Neil Gehrels Swift.

En étudiant le schéma de la courbe de lumière de la façon dont le GRB s’éclaircit et s’assombrit au fil du temps, l’équipe a identifié une classe de 179 GRB qui ont des caractéristiques communes et ont probablement été causés par des phénomènes similaires. À partir des caractéristiques des courbes de lumière, l’équipe a pu calculer une luminosité et une distance uniques pour chaque GRB qui peuvent être utilisées comme un outil cosmologique.

Ces découvertes fourniront de nouvelles informations sur les mécanismes derrière cette classe de GRB et fourniront une nouvelle bougie standard pour l’observation de l’univers lointain. L’auteur principal Dainotti avait précédemment trouvé un schéma similaire dans les observations aux rayons X des GRB, mais les observations en lumière visible se sont révélées plus précises pour déterminer les paramètres cosmologiques.

Ces résultats sont apparus dans La série de suppléments du journal astrophysique le 21 juillet 2022.


Kilonovae : tendre une embuscade à la bougie standard dans son propre nid


Plus d’information:
MG Dainotti et al, Les corrélations optiques bidimensionnelles et tridimensionnelles du plan fondamental pour près de 180 rémanences de sursaut gamma avec Swift/UVOT, RATIR et le télescope Subaru, La série de suppléments du journal astrophysique (2022). DOI : 10.3847/1538-4365/ac7c64

Fourni par l’Observatoire astronomique national du Japon

Citation: Measuring the universe with star-shattering explosions (2022, July 22) récupéré le 24 juillet 2022 sur https://phys.org/news/2022-07-universe-star-shattering-explosions.html

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