"La Vache" et "Le Koala" sont à la tête d’une nouvelle classe explosive de signaux spatiaux

L‘univers est rempli de puissantes explosions provenant de diverses sources, et les astronomes ont maintenant décrit une toute nouvelle classe de signaux spatiaux. Appelés FBOT (Fast Blue Optical Transients), ces événements sont très lumineux et libèrent des quantités incroyables d’énergie en peu de temps.

Image d’entête : illustration artistique d’un Fast Blue Optical Transient (FBOT), un nouveau type d’événement céleste. (Bill Saxton, NRAO/ AUI/ NSF)

Les FBOT sont si chauds qu’ils brillent en bleu dans les longueurs d’onde optiques, mais ils peuvent également être captés dans les rayons X et les ondes radio. Ils vont et viennent très rapidement, généralement en quelques jours, et pendant ce temps, ils semblent émettre d’énormes quantités d’énergie.

D’un seul coup d’œil, les FBOT semblent similaires à d’autres événements astronomiques transitoires tels que les sursauts gamma, les sursauts radio rapides (FRB) et les supernovæ.

Illustration artistique comparant les FBOT à des supernovae normales et des sursauts de rayons gamma. (Bill Saxton, NRAO/ AUI/ NSF)

Mais ces explosions cosmiques ont toutes des signatures et des sources différentes. Les FBOT, par exemple, ont une durée de vie beaucoup plus longue que les FRB, qui ne durent généralement que quelques millisecondes, mais plus courte que les supernovæ, qui peuvent briller pendant des mois ou des années. Les FBOT contiennent également de l’hydrogène, alors que les rayons gamma n’en contiennent pas.

Illustration d’artiste détaillant la structure des FBOT. (Bill Saxton, NRAO/ AUI/ NSF)

Jusqu’à présent, la nouvelle classe de FBOT ne compte que trois membres. Le premier, nommé AT2018COW (surnommé « The cow” (La vache)), a été repéré en juin 2018, lorsqu’il a brillé environ 100 fois plus qu’une supernova, pour s’éteindre en 16 jours seulement.

Le second est appelé ZTF18abvkwla, surnommé « Le Koala ». Il est apparu quelques mois seulement après The Cow comme une source optique brillante dans le ciel, et il a disparu encore plus rapidement. Lorsqu’on l’a examiné dans les longueurs d’onde radio, les astronomes ont réalisé qu’il était 10 fois plus lumineux que The Cow.

Et enfin, le troisième événement est connu sous le nom de CSS161010. Il a en fait été repéré en 2016, mais n’a pas pu être identifié comme un FBOT jusqu’à présent. Et c’est le plus puissant de tous : les astronomes ont calculé qu’il a projeté jusqu’à 10 % de la masse du Soleil à plus de la moitié de la vitesse de la lumière.

Selon Raffaella Margutti, auteure principale de l’étude :

Nous pensions savoir ce qui produisait les flux les plus rapides dans la nature. Nous pensions qu’il n’y avait que deux façons de les produire : en faisant s’effondrer une étoile massive avec un éclat de rayons gamma ou en faisant fusionner deux étoiles à neutrons. Nous pensions que c’était la seule solution. Avec cette étude, nous introduisons une troisième façon de lancer ces flux. Il existe une nouvelle entité capable de produire le même phénomène énergétique.

Mais quelles sont les causes de ces FBOT ? Ils sont difficiles à étudier, car ils disparaissent très rapidement, mais les astronomes ont quelques indices. Tous trois proviennent de minuscules galaxies, qui possèdent des étoiles à faible teneur en métaux. Cela leur permet de conserver une plus grande masse à la fin de leur vie, menant potentiellement à une supernova plus énergique, ce qui est peut-être ce que nous observons.

Il est intéressant de noter que toutes ces galaxies semblent également abriter un trou noir ou une étoile à neutrons en leur centre. Cela pourrait être une preuve supplémentaire de l’existence d’une supernova, ou peut-être que les signaux sont créés lorsqu’un trou noir déchiquette une étoile qui se trouve trop près.

Les observations prouvent que les FBOT les plus lumineux ont un « moteur central », une source comme une étoile à neutrons ou un trou noir qui alimente le transitoire.

Toujours selon Margutti :

On ne sait pas encore si ces FBOT lumineux sont des supernovæ rares, des étoiles déchiquetées par des trous noirs ou d’autres phénomènes énergétiques. Des observations sur plusieurs longueurs d’onde d’un plus grand nombre de FBOT et de leur environnement permettront de répondre à cette question.

Deux études publiée dans The Astrophysical Journal Letters, concernant The Koala : The Koala: A Fast Blue Optical Transient with Luminous Radio Emission from a Starburst Dwarf Galaxy at z = 0.27 et celle décrivant CSS161010 : A Mildly Relativistic Outflow from the Energetic, Fast-rising Blue Optical Transient CSS161010 in a Dwarf Galaxy.

Présentée sur le site de l’université Northwestern : Astrophysicists capture new class of transient objects et sur le site de l’Observatoire Keck : The ‘Cow’ Mystery Strikes Back: Two More Rare, Explosive Events Captured.