Résumé :
Le satellite Einstein Probe a observé un court sursaut gamma qui a continué à émettre des rayons X doux pendant près de dix minutes après la disparition du flash initial, révélant une phase d'activité auparavant difficile à détecter après la fusion d'objets denses tels que des étoiles à neutrons. Les chercheurs pensent que ces rayons X pourraient provenir des débris laissés par la fusion et fournir de nouveaux indices d’observation pour comprendre les sources des sursauts gamma courts et des ondes gravitationnelles.
On pense généralement que les sursauts gamma courts sont causés par des objets compacts tels que deux étoiles à neutrons en orbite l'une autour de l'autre et finissant par fusionner. Les fusions produisent des ondes gravitationnelles et l’une des sursauts les plus puissants de l’univers, mais le flash gamma initial disparaît souvent en moins d’une demi-seconde. De nombreux télescopes à rayons X traditionnels à champ étroit doivent recevoir un avertissement de sursaut gamma avant de se tourner vers la cible, de sorte qu'ils manquent souvent les signaux de rayons X mous les plus faibles et de moindre énergie lors de la phase initiale de l'éclatement.
Le 4 juillet 2025, la sonde Einstein a capturé une explosion numérotée EP250704a/GRB 250704B lors de l'événement. L'événement semblait initialement être un court sursaut gamma ordinaire, mais le flash lumineux d'une durée de moins d'une demi-seconde a été détecté simultanément par le moniteur de rayons gamma SVOM, le télescope à haute énergie du satellite Eye et le télescope à rayons X à grand champ Einstein Probe. Mais le signal n'a pas disparu. La source a ensuite émis des rayons X mous à plusieurs reprises pendant près de dix minutes. Li An, doctorant à l'Université normale de Pékin et chercheur en service pour la source temporaire de la sonde Einstein, a immédiatement effectué une analyse préliminaire après avoir reçu l'alerte satellite.
L'équipe de recherche a souligné que cette longue période de rayonnement transportait une énergie considérable, mais que le spectre se situait principalement dans la gamme des rayons X plus doux. Pour les sursauts à des échelles cosmologiques typiques, le signal est inférieur au seuil de détection des instruments à rayons gamma conventionnels, tels que le télescope d'alerte GRB du satellite Swift, de sorte que les missions passées peuvent avoir enregistré uniquement le bref éclair initial et manqué l'activité ultérieure.
Par la suite, l'équipe internationale a effectué des observations conjointes des rayons X, de la lumière visible et des bandes radio. L'équipe d'Eleonora Troia de l'Université Sapienza de Rome a obtenu des données clés sur le redshift grâce à une analyse spectrale, a confirmé la galaxie hôte et mesuré la distance ; les observations multibandes ont également exclu la possibilité d'accompagner des supernovae, fournissant ainsi une preuve solide que le signal provenait de la fusion de corps célestes compacts.
La synchronisation et les caractéristiques changeantes du signal indiquent que les rayons X soutenus peuvent provenir directement de l'épave fusionnée plutôt que d'une onde de choc se propageant vers l'extérieur. L'analyse à haute énergie menée par Yin Yihan, doctorant à l'Université de Hong Kong, a révélé que la luminosité de l'EP250704a changeait rapidement et que le spectre changeait également avec le temps ; ces caractéristiques, combinées aux changements ultérieurs dans la rémanence des rayons X et de la lumière visible, indiquent l'activité continue du moteur central après le court sursaut gamma. Une explication possible est que la fusion a formé un magnétar, une étoile à neutrons avec une rotation à grande vitesse et un champ magnétique extrêmement puissant, qui fournit de l'énergie pour un rayonnement de rayons X étendu et continue d'injecter de l'énergie vers l'extérieur ; cette explication est encore un mécanisme possible proposé par les chercheurs.
Depuis que les scientifiques ont détecté pour la première fois simultanément un rayonnement électromagnétique et des ondes gravitationnelles produites par une fusion d'étoiles à neutrons en 2017, les astronomes recherchent des signaux susceptibles de révéler le processus de fusion et son évolution ultérieure. Les chercheurs ont déclaré que la composante de rayons X mous découverte cette fois fournit une nouvelle méthode d'observation, ce qui pourrait indiquer que le phénomène de transitoires rapides de rayons X peut également devenir la contrepartie électromagnétique des sources d'ondes gravitationnelles et peut provenir de la fusion de corps célestes compacts. D’autres sursauts gamma courts peuvent être accompagnés de rayons X mous similaires de longue durée, mais ils étaient difficiles à capturer avec les équipements précédents.
L'équipe de recherche estime que cette découverte élargit la compréhension des fusions d'étoiles à neutrons et pourrait également aider les scientifiques à étudier plus en profondeur les débris de fusion et à contraindre l'équation d'état des étoiles à neutrons. L'article pertinent a été publié dans le « Science Bulletin » le 10 août 2026. La recherche a été réalisée par des chercheurs de l'Université normale de Pékin, de l'Université de Nanjing, de l'Université Sapienza de Rome, de l'Université de Hong Kong et d'autres institutions.
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