La majeure partie de la lumière qui traverse notre Univers est invisible à l’œil humain.
Le spectre s’étend des ondes radio longues aux rayons gamma courts, la partie visible n’occupant qu’une petite tranche au milieu. Mais grâce à la technologie des télescopes, nous sommes capables d’observer d’autres tranches du spectre et de voir toute la lumière dans le ciel.
Le télescope spatial Fermi Gamma-Ray de la NASA est l’un de ces instruments. Le rayonnement gamma est la lumière la plus énergétique du cosmos, et il est produit par des sources énergétiques telles que les restes de supernova, pulsar étoiles et galaxies quasar et blazar, alimentées par des énergies supermassives trous noirs dont les appétits monstrueux produisent une lumière qui rugit à travers l’espace et le temps.
Le rayonnement gamma est difficile à voir depuis la surface de la Terre, car il est bloqué par notre atmosphère. C’est une bonne chose, parce que peut être assez dangereux, mais cela signifie que nous devons faire preuve de créativité dans notre étude. Et une solution est la suivante : si l’atmosphère nous empêche d’observer les rayons gamma, allez quelque part où l’atmosphère ne l’est pas.
Fermi a été lancée en 2008 et depuis, elle profite pleinement de sa position pour étudier les sources de rayonnement gamma de notre Univers. Nous avons vu un animation des sources gamma il l’a vu au cours d’une année, de février 2022 à février 2023.
Et maintenant, les scientifiques de la NASA ont compilé un timelapse de ses données réelles, collectées entre août 2008 et août 2022.
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« L’une des premières choses qui frappe votre attention dans le film est une source qui défile régulièrement sur l’écran », dit l’astronome Judy Racusin du Goddard Space Flight Center de la NASA, qui raconte le timelapse. « C’est notre Soleil, dont le mouvement apparent reflète le mouvement orbital annuel de la Terre autour de lui. »
Le Soleil est une source constante de rayonnement gamma relativement faible. Les scientifiques pensent qu’il n’émet pas de rayonnement gamma de l’intérieur, mais qu’il résulte d’un bombardement constant de particules de rayonnement cosmique qui traversent en permanence l’Univers. Lorsqu’ils frappent le Soleil, l’interaction avec l’atmosphère solaire produit un rayonnement gamma.
Mais de temps en temps, le Soleil éclate en une éruption massive qui produit des rayons X et gamma, devenant, pendant une brève période, l’objet le plus brillant du ciel à rayons gamma. (Étant donné que le Soleil est une étoile très proche de nous, il est souvent l’objet le plus brillant du ciel, mais le rayonnement gamma est l’exception, comme vous pouvez le voir sur le timelapse.)
La plupart des sources de rayons gamma vues par Fermi sont des galaxies blazar. Ce sont des galaxies lointaines avec un supermassif actif trou noir. Le trou noir n’émet pas de lumière, mais il se nourrit d’un immense nuage de poussière et de gaz qui tourbillonne violemment autour de lui.
Ce nuage est très chaud et très brillant, mais le rayonnement gamma que voit Fermi provient de jets de matière qui sont détournés le long des lignes de champ magnétique à l’extérieur du trou noir et éjectés de ses pôles à des vitesses extrêmes. Une galaxie Blazar est une galaxie dans laquelle l’un de ces jets est pointé directement vers nous, il apparaît donc beaucoup plus brillant qu’un autre pointant dans une autre direction.
Ces jets peuvent scintiller en luminosité, ce qui est l’une des choses que les scientifiques de Fermi surveillent.
« La lueur brillante et constante des rayons gamma de la Voie lactée est ponctuée par des éruptions intenses, qui durent plusieurs jours, de jets à vitesse proche de la lumière propulsés par des trous noirs supermassifs au cœur de galaxies lointaines. » décrit Seth Digel du SLAC National Accelerator Laboratory, qui a créé les images.
« Ces éruptions 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. »
D’autres sources de rayonnement gamma comprennent restes de supernova comme le Nébuleuse du Crabe, étoiles qui explosentet pulsars. Les événements de plus courte durée, tels que les sursauts gamma des supernovae, n’apparaissent pas dans le timelapse en raison de la manière dont les données ont été traitées.
Mais rassurez-vous, ils ne passent pas inaperçus. Chaque incident détecté par Fermi intéresse les scientifiques qui étudient la richesse des données reçues.
Fermi ne devait fonctionner que pendant 5 à 10 ans. Jusqu’à présent, il fonctionne depuis plus de 15,5 ans et ça continue. Si nous avons de la chance, nous aurons peut-être bien plus à découvrir, nous révélant les secrets des événements et des objets les plus puissants de l’Univers.
