NASALe télescope spatial Fermi de Fermi présente un film accéléré de 14 ans, révélant l'univers dynamique grâce à l'imagerie par rayons gamma. Points forts Voie LactéeÉruptions de rayons gamma, éruptions solaires et galaxies lointaines alimentées par des trous noirs.

L'univers prend vie dans un film accéléré à travers le ciel, produit à partir de 14 années de données acquises par le télescope spatial Fermi Gamma-ray de la NASA. Notre Soleil, qui brille occasionnellement, trace tranquillement son chemin à travers le ciel sur fond de sources de haute énergie à l’intérieur et à l’extérieur de notre galaxie.

« La lueur brillante et constante des rayons gamma de la Voie lactée est entrecoupée d'intenses éruptions cutanées qui durent plusieurs jours et provenant de jets à vitesse proche de la lumière propulsés par des trous noirs supermassifs au cœur de galaxies lointaines », a déclaré Seth Daigle, scientifique principal de l'équipe. . Au SLAC National Accelerator Laboratory de Menlo Park, en Californie, qui a créé les images. « Ces explosions spectaculaires, qui peuvent apparaître n'importe où dans le ciel, se sont produites il y a des millions, voire des milliards d'années, et leur lumière atteint à peine Fermi sous nos yeux. »

Des éruptions solaires à… Le trou noir JETS : L'équipe du télescope spatial Fermi Gamma Ray de la NASA a réalisé une visite unique du ciel dynamique et à haute énergie. Judy Racusin, scientifique adjointe du projet Fermi, raconte le film, qui condense 14 années d'observations de rayons gamma en 6 minutes. Source : Centre de vol spatial Goddard de la NASA et collaboration NASA/DOE/LAT

Les rayons gamma sont la forme de lumière la plus énergétique. Le film montre l'intensité des rayons gamma d'énergie supérieure à 200 MeV détectés par le télescope à grande surface Fermi (LAT) entre août 2008 et août 2022. À titre de comparaison, la lumière visible a des énergies comprises entre 2 et 3 MeV. Des couleurs plus vives identifient les emplacements des sources de rayons gamma les plus intenses.

« L'une des premières choses qui attire votre attention dans le film est la source qui se courbe régulièrement sur l'écran. Il s'agit de notre soleil, qui… Son mouvement apparent reflète le mouvement orbital annuel de la Terre autour de lui. »

Vue d'artiste du télescope spatial Fermi Gamma-ray en orbite. Crédit : NASA

La plupart du temps, LAT détecte faiblement le Soleil en raison de l’influence de particules accélérées appelées rayons cosmiques, qui sont des noyaux atomiques se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière. Lorsqu'ils entrent en collision avec le gaz solaire ou même avec la lumière de celui-ci, ils produisent des rayons gamma. Parfois, cependant, le Soleil brille soudainement avec de puissantes éruptions appelées éruptions solaires, qui peuvent brièvement faire de notre étoile l'une des sources de rayons gamma les plus brillantes du ciel.

Le film montre le ciel sous deux vues différentes. La vue rectangulaire montre le ciel entier avec le centre de notre galaxie au milieu. Cela met en évidence le plan central de la Voie lactée, qui brille sous les rayons gamma générés par les rayons cosmiques frappant les gaz interstellaires et la lumière des étoiles. Il regorge également de nombreuses autres sources, notamment des étoiles à neutrons et des restes de supernova. Au-dessus et au-dessous de cette bande centrale, nous regardons depuis notre galaxie vers l'univers plus vaste, rempli de sources lumineuses et changeant rapidement.

La plupart de ces galaxies sont en réalité des galaxies lointaines et il est préférable de les observer sous un angle différent, centré sur les pôles nord et sud de notre galaxie. Chacune de ces galaxies, appelées blazars, héberge un trou noir central d’une masse d’un million de soleils ou plus.

D'une manière ou d'une autre, les trous noirs produisent des jets de matière extrêmement rapides, et à travers les blazars, nous regardons directement l'un de ces jets, une vue qui améliore sa luminosité et sa volatilité. « Les différences nous indiquent que quelque chose a changé dans ces avions », a déclaré Racusin. « Nous surveillons régulièrement ces sources et alertons d'autres télescopes, dans l'espace et sur Terre, lorsque quelque chose d'intéressant se produit. Nous devons être rapides pour attraper ces éruptions avant qu'elles ne disparaissent, et plus nous pouvons collecter d'observations, mieux nous pouvons comprendre ces événements. . » .

Fermi joue un rôle clé dans le réseau croissant de missions travaillant ensemble pour capturer ces changements dans l'univers à mesure qu'ils se déroulent.

Beaucoup de ces galaxies sont très éloignées. Par exemple, la lumière d’un blazar connu sous le nom de 4C +21,35 voyage depuis 4,6 milliards d’années, ce qui signifie que l’éruption que nous voyons aujourd’hui s’est réellement produite lorsque notre Soleil et notre système solaire ont commencé à se former. Les autres galaxies brillantes sont plus de deux fois plus éloignées et fournissent ensemble de superbes instantanés de l’activité des trous noirs tout au long du temps cosmique.

La plupart des événements de courte période étudiés par Fermi, tels que les sursauts gamma, les explosions cosmiques les plus puissantes, n'ont pas été observés dans cet intervalle de temps. C’est le résultat d’un traitement des données sur plusieurs jours pour augmenter la clarté des images.

Le télescope spatial Fermi Gamma-ray est un partenariat d'astrophysique et de physique des particules géré par Goddard. Fermi a été développé en collaboration avec le ministère américain de l'Énergie et avec d'importantes contributions d'institutions universitaires et de partenaires en France, en Allemagne, en Italie, au Japon, en Suède et aux États-Unis.