Il y a plus de deux ans, la collaboration Fermi-LAT a observé un événement «d'ouverture de l'oreille et des yeux» - l'endroit exact où une explosion stellaire appelée nova a émis l'une des formes d'ondes électromagnétiques les plus énergétiques: les rayons gamma. Quand il a été détecté pour la première fois en 2012, il s'agissait d'un mystère, mais les résultats pourraient très bien indiquer ce qui peut provoquer des émissions de rayons gamma.
«Nous avons non seulement trouvé d'où venaient les rayons gamma, mais nous avons également pu observer un scénario inédit qui peut être courant dans d'autres explosions nova», a déclaré Laura Chomiuk, de la Michigan State University.
Une nova? Selon les chercheurs de Fermi, une nova classique résulte d'explosions thermonucléaires incontrôlées à la surface d'une naine blanche qui accumulent de la matière provenant d'un compagnon stellaire de séquence principale de faible masse. À mesure qu'il se rassemble dans la matière, l'événement thermonucléaire expulse les débris dans l'espace environnant. Cependant, les astronomes ne s'attendaient pas à ce que cet événement "normal" produise des rayons gamma de haute énergie!
Explique l'équipe Fermi-LAT: «Les détections de rayons gamma indiquent des processus d'accélération de particules de haute énergie inattendus liés à l'éjection de masse des explosions thermonucléaires dans une classe imprévue de sources de rayons gamma galactiques.»
Alors que le vaisseau spatial Fermi de la NASA était occupé à regarder une nova appelée V959 Mon, à environ 6500 années-lumière de la Terre, d'autres radiotélescopes étaient également occupés à capter les incidences des rayons gamma. Le très grand réseau Karl G. Jansky (VLA) documentait les ondes radio provenant de la nova. La source de ces émissions pourrait être des particules subatomiques se déplaçant à presque la vitesse de la lumière interagissant avec les champs magnétiques - une condition nécessaire pour aider à produire des rayons gamma. Ces résultats ont été étayés par la «vision» radio extrêmement nette du Very Long Baseline Array (VLBA) et du réseau européen VLBI. Ils ont révélé deux nœuds dans les observations radio - des nœuds qui s'éloignaient l'un de l'autre. Des études supplémentaires ont été réalisées avec e-MERLIN au Royaume-Uni et une autre série d'observations VLA en 2014. Les astronomes pourraient maintenant commencer à reconstituer le puzzle de la façon dont les nœuds radio et les rayons gamma sont produits.
Selon le communiqué de presse de la NRAO, la naine blanche et son compagnon abandonnent une partie de leur énergie orbitale pour stimuler une partie du matériau d'explosion, ce qui fait que le matériau éjecté se déplace plus rapidement vers l'extérieur dans le plan de leur orbite. Plus tard, la naine blanche souffle sur un vent plus rapide de particules se déplaçant principalement vers l'extérieur le long des pôles du plan orbital. Lorsque le flux polaire se déplaçant plus rapidement frappe le matériau se déplaçant plus lentement, le choc accélère les particules aux vitesses nécessaires pour produire les rayons gamma et les nœuds d'émission radio.
"En observant ce système au fil du temps et en voyant comment le modèle d'émission radio a changé, puis en traçant les mouvements des nœuds, nous avons vu le comportement exact attendu de ce scénario", a déclaré Chomiuk.
Mais les observations du V959 Mon n'étaient pas la fin de l'histoire. Selon les enregistrements de Fermi-LAT, en 2012 et 2013, trois novae ont été détectées dans les rayons gamma et contrastaient avec le premier nova V407 Cygni 2010 détecté par rayons gamma, qui appartient à une classe rare de systèmes binaires symbiotiques. Malgré les différences probables dans les compositions et les masses de leurs progéniteurs nains blancs, les trois novae classiques sont caractérisées de la même manière comme des sources de rayons gamma transitoires à spectre doux détectées sur des durées de 2-3 semaines.
«Ce mécanisme peut être commun à de tels systèmes. La raison pour laquelle les rayons gamma ont été vus pour la première fois dans le V959 Mon est parce qu'il est proche », a déclaré Chomiuk. Étant donné que le type d'éjection observé dans V959 Mon est également observé dans d'autres systèmes d'étoiles binaires, les nouvelles informations peuvent aider les astronomes à comprendre comment ces systèmes se développent. Cette phase «d'enveloppe commune» se produit dans toutes les étoiles binaires proches et est mal comprise. «Nous pouvons être en mesure d'utiliser novae comme« banc d'essai »pour améliorer notre compréhension de cette étape critique de l'évolution binaire», explique Chomiuk.
Source de l'histoire originale: les radiotélescopes dévoilent le mystère des rayons Nova Gamma de l'Observatoire national de radioastronomie. Chomiuk a travaillé avec une équipe internationale d'astronomes. Les chercheurs ont rapporté leurs découvertes dans la revue scientifique «Nature».
