Le jet d’étoiles à neutrons semble voyager sept fois la vitesse de la lumière
Un jet de rayonnement provenant de deux étoiles à neutrons entrant en collision, semble se déplacer à une vitesse sept fois supérieure à celle de la lumière, selon les mesures effectuées par le télescope spatial Hubble. Bien qu’il ne s’agisse que d’une illusion d’optique, car rien ne peut voyager plus vite que la vitesse de la lumière, cette découverte fournit des informations-clés sur les mystérieux sursauts gamma, qui ne sont pas entièrement compris.
Cette vitesse est une illusion d’optique
En 2017, les astronomes de l’Observatoire des ondes gravitationnelles de l’interféromètre laser ont détecté une onde, GW170817, produite par la collision de deux étoiles à neutrons. Cette détection a été suivie par des dizaines de télescopes terrestres et spatiaux, qui ont alors capturé un flash lumineux et de puissants rayons gamma – un jet incroyablement rapide appelé sursaut gamma.
Les premières mesures de ce réseau de télescopes, qui ont utilisé une technique appelée interférométrie à très longue base (VLBI), ont révélé que ce jet se déplaçait à au moins 95 % de la vitesse de la lumière et ont tracé sa direction. Mais compte tenu de la distance de 130 millions d’années-lumière entre la Terre et les étoiles à neutrons, ainsi que de la faiblesse relative du sursaut gamma, de nombreuses incertitudes subsistaient quant à ce jet.
Maintenant, Kunal Mooley de l’Institut de technologie de Californie et ses collègues ont comparé les données VLBI avec les mesures du télescope spatial Hubble prises 8 puis 159 jours après la collision, afin d’atteindre un niveau de précision bien plus élevé que les mesures précédentes.
Cette illusion est causée par la lumière qui est dirigée vers la Terre
L’équipe a constaté que ce jet semble se déplacer sept fois plus vite que la vitesse de la lumière, mais il s’agit d’une illusion d’optique causée par le fait que la lumière est dirigée vers la Terre dans le sens de déplacement de celle-ci. Un effet similaire se produit si vous pointez un faisceau laser vers la Lune, et que vous le balayez sur sa surface : le point du laser semble se déplacer plus vite que la lumière, même si aucun photon individuel ne le fait.
Toutefois, cette mesure très précise nous apprend des choses importantes sur la vitesse réelle de ce jet, qui correspond à 99,97 % de la vitesse de la lumière, et sur sa direction de déplacement. Elle nous donne également une idée beaucoup plus précise de son emplacement, dans une petite région de la galaxie coquille NGC 4993. « Maintenant, ce que nous pouvons faire, c’est zoomer beaucoup plus loin, 1000 ou 10 000 fois plus loin, dans cet événement, et découvrir quelles sont les propriétés locales de cet événement », explique Mooley.
Découvrir les propriétés locales de cet événement
« Il est vraiment difficile de voir cela sans disposer de données à très haute résolution, et sans mesurer très précisément où se trouve la source dans les images pour détecter cet effet minuscule », explique Matt Nicholl de l’université de Birmingham, au Royaume-Uni. « Sept fois la vitesse de la lumière semble impressionnante, mais cela correspond en fait à des mouvements de minuscules fractions de pixel sur des centaines de jours. »
Cette recherche a été publiée dans Nature.
Source : New Scientist
Crédit photo : iStock