Fusion d'étoiles à neutrons du 17 août 2017

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La fusion de deux étoiles à neutrons a été détectée le Modèle:Date au sein de la galaxie NGC 4993, tant sous forme d'ondes gravitationnelles que sous forme lumineuse.

Au total, outre LIGO et Virgo, ce sont quelque 70 observatoires, au sol et dans l'espace, qui ont participé au suivi de l'évènement. C'est la première détection d'ondes gravitationnelles pour laquelle une contrepartie électromagnétique a été détectée. Cette détection renforce l'hypothèse selon laquelle les sursauts gamma, ou au moins une partie d'entre eux, sont le résultat de la fusion de deux étoiles à neutrons.

Informations générales

InformationsModèle:Sfn
Masse de la première étoile à neutrons Modèle:Unité M⊙ (hypothèse d'une valeur faible pour le spin)
Masse de la seconde étoile à neutrons Modèle:Unité M⊙ (hypothèse d'une valeur faible pour le spin)
Rayon des deux étoiles à neutrons[1] Modèle:Unité km
Masse finale Modèle:Unité M⊙ (hypothèse d'une valeur faible pour le spin)
Énergie rayonnée sous forme d'ondes gravitationnelles Modèle:Unité M⊙c2
Distance de la source Modèle:Unité
Redshift de la source Modèle:Unité

GW170817, l'évènement d'ondes gravitationnelles

Le signal GW170817 détecté par les deux instruments de LIGO et par Virgo.

GW170817 est le nom du signal attribué à une observation directe d’ondes gravitationnelles annoncée le Modèle:Date par les collaborations LIGO et Virgo. La détection du signal a été effectuée le Modèle:Date à Modèle:Heure sur les trois sites, et a duré près de Modèle:Unité. L'analyse du signal indique la fusion de deux astres de Modèle:Unité (des masses typiques d'étoiles à neutrons)[2]Modèle:,[3].

GRB 170817A, le sursaut gamma

Un sursaut gamma (GRB 170817A) associé à l'onde gravitationnelle a été détecté environ Modèle:Unité après le début du signal d'ondes gravitationnelles[3] issu de la coalescence des deux astres par le Modèle:Langue, avec l'instrument GBM, et lModèle:'Modèle:Langue (INTEGRAL), avec SPI-ACS. Le signal correspond à la première observation de la coalescence de deux étoiles à neutronsModèle:Sfn.

Ondes radio

L'observation détaillée des ondes radio rémanentes Modèle:Incise a permis à une équipe d'astrophysiciens du Caltech de confirmer que le phénomène à l'origine de l'ensemble des signaux correspondait au scénario d'une fusion d'étoiles à neutrons[4].

AT 2017gfo, la kilonova

Modèle:Article détaillé

Animation montrant l'évolution d'une kilonova, perdant en luminosité sur quelques jours.
La kilonova issue de l'évènement, observée par Hubble.

Modèle:Nobr est un évènement astronomique transitoire. Il a tout d'abord été détecté par le Modèle:Lien (SSS), environ Modèle:Unité après le signal d'ondes gravitationnellesModèle:Sfn, qui l'a répertorié sous la désignation Modèle:Nobr avant qu'il ne reçoive sa désignation officielle de l'Union astronomique internationale, Modèle:NobrModèle:Sfn. L'évènement a aussi été observé par le relevé de supernovas Distance Less Than 40 Megaparsecs (DLT40) et répertorié sous la désignation DLT17ckModèle:Sfn. Étant donné sa rareté et sa proximité spatio-temporelle avec GW170817, Modèle:Nobr est très probablement issu de la même fusion d'étoiles à neutrons (la probabilité que les deux ne soient pas liés est estimée inférieure à 10Modèle:Exp)Modèle:Sfn.

Au moment de sa découverte, l'évènement transitoire possède une magnitude absolue de Modèle:Unité, passant probablement par un pic entre 11 et Modèle:Unité après observation du signal d'ondes gravitationnelles puis diminuant rapidement (près d'une magnitude de moins Modèle:Unité après la première observation)Modèle:Sfn. Son spectre est également singulier, avec une évolution rapide vers le rouge et peu de motifs discernables relativement aux autres évènements astronomiques transitoires observés jusqu'alorsModèle:Sfn. Ainsi, au moment de sa découverte, Modèle:Nobr est la kilonova à l'évolution la plus rapide connueModèle:Sfn.

Objet résultant

Étant donné une masse estimée à Modèle:Unité pour l'objet résultant de la fusion, sa nature est indéterminée. Si c'est une étoile à neutrons, il s'agit de la plus massive connue ; à l'inverse, si c'est un trou noir, il s'agit du moins massif connu[5]. Des observations du télescope spatial Chandra réalisées entre Modèle:Date- et Modèle:Date- révèlent que le flux de rayons X provenant de la source serait faible pour une étoile à neutrons, tendant à montrer qu'il s'agirait d'un trou noir[6]. Des observations effectuées conjointement par 32 radiotélescopes et combinées par interférométrie ont pu montrer que la fusion a été suivie d'un jet de matière relativiste et étroit[7]; de tels jets n'ont jusqu'à présent été observés qu'aux abords de trous noirs.

Implications

Les spectres ultraviolet, visible et proche infrarouge de la contrepartie électromagnétique de l'événement montrent qu'un minimum d'environ Modèle:Unité d'éléments a été produit par le processus r, semblant indiquer qu'une part significative des éléments lourds est produite par fusion d'étoiles à neutronsModèle:SfnModèle:,[8]. L'événement du Modèle:Date- est ainsi la première observation directe que les fusions d'étoiles à neutrons participent activement à la nucléosynthèse[9]. Par ailleurs, la détection de lanthanides dans le spectre de la contrepartie électromagnétique rejette l'hypothèse de la fusion d'un système binaire d'étoiles étranges[8].

Cet événement étant le premier de sa catégorie à être observé, le taux d'apparition d'événements semblables est difficile à estimer. Cependant, une limite supérieure au taux d'apparition d'événements transitoires similaires à Modèle:Nobr a été déterminée à Modèle:Unité Modèle:Sfn.

La mesure de la vitesse des ondes gravitationnelles exclut de nombreuses théories de gravitation modifiée comme explication de l’accélération cosmique[10]Modèle:,[11]. GW170817 et GRB 170817A permettent en effet de restreindre le rapport σ=c−vc avec v et c respectivement les vitesses des ondes gravitationnelles et de la lumière dans le vide entre environ -Modèle:Unité et Modèle:Unité en considérant la vitesse des ondes gravitationnelles constante[8].

Références

Modèle:Références

Voir aussi

Bibliographie

Modèle:Légende plume

Articles scientifiques
L'article d'Abbott Modèle:Et al. annonçant la détection des ondes gravitationnelles.

L'ensemble des articles publiés à l'occasion de l'annonce du Modèle:Date sont compilés sur cette page.

Communiqués de presse institutionnels
Vidéos
Bases de données

Articles connexes

Modèle:Portail

  1. ↑ Modèle:Article.
  2. ↑ Modèle:Article.
  3. ↑ 3,0 et 3,1 Modèle:Article.
  4. ↑ Modèle:Article
  5. ↑ Modèle:Article.
  6. ↑ Modèle:Article.
  7. ↑ Modèle:Article.
  8. ↑ 8,0 8,1 et 8,2 Modèle:Article.
  9. ↑ Modèle:Article.
  10. ↑ Modèle:Article.
  11. ↑ Modèle:Article.
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