novembre 29, 2022

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Les sursauts gamma pourraient aider les astronomes à mesurer de vastes distances à travers l’univers

Maintenant que le télescope spatial James Webb est opérationnel, les astronomes peuvent étudier certaines des galaxies les plus faibles et les plus éloignées jamais vues. Selon certains témoignages, nous avons peut-être déjà capturé une image d’une galaxie alors que l’univers n’avait que 300 millions d’années. Mais nous ne pouvons pas être complètement sûrs de sa distance, et c’est un gros problème pour les astronomes.

Comment mesure-t-on la distance de la galaxie la plus éloignée ? Si vous êtes un astronome, vous vous fiez à son décalage vers le rouge observé. Au fur et à mesure que l’univers s’étend, plus une galaxie est éloignée, plus sa lumière est décalée vers le rouge. Pour calculer la distance des galaxies, les astronomes substituent le décalage vers le rouge dans une formule dérivée de Modèle cosmique standard. En observant tout, des étoiles variables aux supernovae distantes, nous connaissons très bien la relation entre le redshift et la distance. Alors faites le calcul et calculez la distance.

Bien sûr, les galaxies les plus éloignées sont au-delà des observations d’étalonnage du modèle standard. Nous pouvons extrapoler au modèle standard pour ces distances galactiques, mais cela suppose que l’accélération cosmique n’était pas radicalement différente à l’époque. Il n’y a aucune raison de supposer que notre hypothèse est fausse, mais il serait bon d’obtenir la télémétrie dans les limites des galaxies Webb. Malheureusement, le type de supernova que nous utilisons pour ces mesures de distance n’est pas assez brillant pour être vu à cette distance. Mais une nouvelle étude révèle que nous pouvons peut-être l’utiliser Sursauts gamma Bien que la.

Échelle de distance cosmique pour mesurer les distances des galaxies.
Échelle de distance cosmique pour mesurer les distances des galaxies. Crédit : NASA, ESA, A. Feild (STScI) et A. Riess (STScI/JHU)

Les sursauts gamma, ou GRB, sont des sursauts gamma de courte durée. Probablement causées par des explosions de supernova d’étoiles géantes, elles sont extrêmement puissantes. Un GRB libère plus d’énergie que le Soleil pendant sa durée de vie de 10 milliards d’années. Mais les courbes de lumière des GRB sont complexes, ce qui rend difficile la recherche d’un modèle commun.

Dans cette dernière étude, l’équipe n’a pas examiné le contraste de la lumière gamma, mais plutôt la lumière optique. Ils ont examiné les courbes lumière-optique de 500 GRB connus et en ont trouvé près de 180 avec un motif commun. De nombreux GRB sont suffisamment proches pour que nous connaissions leurs distances, de sorte que l’équipe a pu utiliser leur luminosité observée pour calculer la luminosité réelle. Cela signifie que si un GRB est détecté très loin de ce type commun, les astronomes peuvent utiliser sa luminosité observée pour calculer la distance, étendant ainsi l’échelle de distance cosmique. Au fil du temps, nous pourrons peut-être tester notre hypothèse sur le modèle standard en utilisant cette technique.

Ainsi, alors que tout le monde est vraiment enthousiasmé par les découvertes du télescope spatial James Webb, il est bon de savoir que les astronomes travaillent également sur des outils pour soutenir les découvertes que Webb fera.

Référence: Dainotti et Maria Giovanna et al. « Corrélations optiques de base 2D et 3D pour plus de 180 aurores gamma avec les télescopes Swift/UVOT, RATIR et SUBARU.  » Journal astrophysique supplémentaire 261 (2022): 25.

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