Science

Nouvelle façon de mesurer l’univers lointain

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

Utiliser des explosions fracassantes pour mesurer l’univers.

Une équipe multinationale de 23 scientifiques, dirigée par Maria Dainotti, professeure adjointe au Observatoire astronomique national du Japon (NAOJ)a analysé des données d’archives sur les explosions cosmiques massives produites par la mort d’étoiles et a découvert une nouvelle méthode pour mesurer les distances dans les confins de l’Univers.

Il est difficile d’avoir une impression de profondeur dans l’espace car il n’y a pas de points de repère. Une méthode utilisée par les astronomes consiste à rechercher des “bougies standard”, des objets ou des événements dont la luminosité absolue (ce que vous verriez si vous étiez juste à côté) est déterminée par la physique sous-jacente comme étant constante.

Cela permet d’être possible d’estimer la distance à la bougie standard et, par extension, d’autres objets dans la même région en comparant la luminosité absolue prédite à la luminosité apparente (ce qui est réellement vu de la Terre). La rareté des bougies standard suffisamment brillantes pour être vues à plus de 11 milliards d’années-lumière de distance a entravé la recherche sur l’Univers lointain. Les sursauts gamma (GRB), des sursauts de rayonnement causés par la disparition d’énormes étoiles, sont visibles, bien que leur luminosité dépende des caractéristiques de l’explosion.

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

Les scientifiques ont trouvé une classe de 179 GRB avec des traits communs et probablement causés par des événements similaires en étudiant le modèle de la courbe de lumière de la façon dont le GRB s’éclaircit et s’assombrit avec le temps. L’équipe a pu déterminer une luminosité et une distance uniques pour chaque GRB en fonction des caractéristiques des courbes de lumière, qui pourraient être utilisées comme outil cosmologique.

Ces découvertes fourniront de nouvelles informations sur les mécanismes de 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.

Référence : “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” par MG Dainotti, S. Young, L. Li, D. Levine, KK Kalinowski, DA Kann, B. Tran, L. Zambrano-Tapia, A. Zambrano-Tapia, SB Cenko, M. Fuentes, EG Sánchez-Vázquez, SR Oates, N. Fraija, RL Becerra, AM Watson, NR Butler, JJ González, AS Kutyrev, WH Lee, JX Prochaska, E. Ramirez-Ruiz, MG Richer et S. Zola, 21 juillet 2022, La série de suppléments du journal astrophysique.
DOI : 10.3847/1538-4365/ac7c64

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