Le télescope spatial à rayons gamma Fermi de la NASA a utilisé 14 années de données pour créer un superbe film accéléré de l'ensemble du ciel, capturant l'univers dynamique. Le film met en lumière la trajectoire du Soleil, la lueur des rayons gamma de la Voie lactée et les galaxies lointaines connues sous le nom de « quasars ». Le film révèle la beauté et la complexité de l'univers, montrant des événements de haute énergie à l'intérieur et à l'extérieur de la Voie lactée, notamment l'explosion d'un trou noir supermassif.
Le télescope spatial Fermi de la NASA révèle un film accéléré de 14 ans qui révèle l'univers dynamique grâce à l'imagerie aux rayons gamma. Le film met en lumière la lueur des rayons gamma de la Voie lactée, les éruptions solaires et les galaxies lointaines alimentées par des trous noirs. Dans le film accéléré entièrement réalisé à partir de données obtenues sur 14 ans, l'univers prend vie. Dans le contexte de sources d’énergie élevées à l’intérieur et à l’extérieur de la Voie lactée, notre soleil émet occasionnellement une lumière éblouissante et se fraye silencieusement un chemin à travers le ciel.
"La lueur brillante et constante des rayons gamma de la Voie lactée est ponctuée par de puissantes explosions de jets à vitesse proche de la lumière entraînés par des trous noirs supermassifs au cœur de galaxies lointaines qui durent plusieurs jours", a déclaré Seth Digel, scientifique principal au Laboratoire national des accélérateurs du SLAC à Menlo Park, en Californie. "Ces sursauts spectaculaires peuvent apparaître n'importe où dans le ciel, se produisant il y a des millions, voire des milliards d'années, et leur lumière atteignait à peine Fermi lorsque nous l'avons observée."
Les rayons gamma sont la lumière la plus énergétique. Le film montre l'intensité des rayons gamma d'une énergie supérieure à 200 millions d'électrons-volts détectés par le télescope à grande surface Fermi (LAT) entre août 2008 et août 2022. À titre de comparaison, la lumière visible a une énergie comprise entre 2 et 3 électrons-volts. Des couleurs plus vives marquent les emplacements des sources de rayons gamma plus fortes.
Dans un film, la première chose que vous voyez est une source de lumière qui trace un arc de cercle constant sur l’écran. "C'est notre Soleil, et son mouvement à la surface reflète le mouvement orbital annuel de la Terre autour du Soleil", a déclaré Judy Racusin, scientifique associée à Fermi.
Dans la plupart des cas, les télescopes spatiaux à grande surface détectent faiblement le Soleil, en raison de l'accélération de particules appelées rayons cosmiques - des collisions avec des noyaux atomiques approchant la vitesse de la lumière. Les rayons gamma sont produits lorsqu'ils frappent le gaz solaire et même la lumière qu'il émet. Parfois, cependant, le Soleil s’éclaire soudainement, produisant de puissantes explosions d’énergie appelées éruptions solaires, faisant brièvement de notre étoile l’une des sources de rayons gamma les plus brillantes du ciel.
Le film montre le ciel sous deux perspectives différentes. La vue rectangulaire montre tout le ciel centré sur le centre de la Voie Lactée. Cela met en évidence le plan central de la Voie lactée, qui émet des rayons gamma produits par les rayons cosmiques frappant les gaz interstellaires et la lumière des étoiles. En outre, il existe de nombreuses autres sources dispersées dans toute la Voie lactée, notamment des étoiles à neutrons et des restes de supernova. Au-dessus et au-dessous de cette bande centrale, nous voyons l’univers plus vaste au-delà de la Voie lactée, rempli de sources lumineuses brillantes et changeant rapidement.
La plupart d’entre elles sont en réalité des galaxies lointaines, qui peuvent être mieux observées sous différentes perspectives centrées sur les pôles nord et sud de la Voie lactée. Chacune de ces galaxies, appelées blazars, possède en son centre un trou noir d’une masse équivalente à un million de soleils ou plus.
D’une manière ou d’une autre, ces trous noirs produisent des jets de matière extrêmement rapides, et nous pouvons presque regarder l’un de ces jets, une perspective qui améliore leur luminosité et leur variabilité. "Cela nous indique que quelque chose a changé dans l'avion", a déclaré Racusin. "Nous observons régulièrement ces sources célestes et alertons d'autres télescopes dans l'espace et au sol lorsque quelque chose d'intéressant se produit. Nous devons détecter ces éruptions rapidement avant qu'elles ne disparaissent, et plus nous pouvons collecter de données d'observation, mieux nous pouvons comprendre ces événements."
Fermi joue un rôle clé dans un réseau croissant de missions qui travaillent ensemble pour capturer ces changements qui se produisent dans l'univers.
Beaucoup de ces galaxies sont très éloignées. Par exemple, la lumière d’une éruption appelée 4C+21,35 a voyagé pendant 4,6 milliards d’années, ce qui signifie que les éruptions que nous voyons aujourd’hui se sont réellement produites lorsque le Soleil et le système solaire commençaient à se former. D’autres étoiles brillantes sont plus de deux fois plus éloignées et, ensemble, elles fournissent un instantané époustouflant de l’activité des trous noirs à travers le temps cosmique.
De nombreux événements de courte durée étudiés par Fermi, tels que les sursauts gamma, les explosions les plus puissantes de l'univers, ne sont pas visibles en photographie accélérée. C'est le résultat de la netteté de l'image en traitant plusieurs jours de données.
Le télescope spatial Fermi Gamma-ray est une collaboration d'astrophysique et de physique des particules gérée par Goddard. Le télescope Fermi a été développé en collaboration avec le ministère américain de l'Énergie, avec d'importantes contributions d'institutions universitaires et de partenaires en France, en Allemagne, en Italie, au Japon, en Suède et aux États-Unis.
Source compilée : ScitechDaily