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Nouvelles scientifiques

 

Paris, le 17 avril 2009

 

Integral détecte pour la première fois la polarisation d’un sursaut gamma

 

Une équipe de chercheurs du Laboratoire Astroparticule et Cosmologie – APC (CNRS(1) / Université Paris 7 Denis Diderot / CEA / Observatoire de Paris), du laboratoire Astrophysique Interactions Multi-échelles - AIM (Université Paris 7 Denis Diderot / CEA / CNRS(2)) et de l’Institut d'astrophysique de Paris – IAP (CNRS(2) / Université Paris 6 Pierre et Marie Curie) ont mesuré pour la première fois la polarisation d’un sursaut gamma ainsi que son évolution temporelle grâce au satellite européen Integral. Appelé GRB041219A, ce sursaut gamma est le plus brillant jamais détecté par Integral.

 

Les sursauts gamma (appelés aussi GRB) sont des flashes de rayons gamma, d’une durée de quelques millisecondes jusqu’à plusieurs centaines de secondes, provenant de toutes les directions sur la sphère céleste. On connaît leur existence depuis la fin des années 60, mais leur étude n’a été approfondie que depuis les années 1990, avec les observations successives des télescopes spatiaux Compton/GRO, Beppo-SAX, et Swift.

Bien que l’observatoire gamma Integral (International gamma ray astrophysics laboratory) de l’Agence Spatiale Européenne n’ait pas été optimisé pour l’étude des sursauts gamma, plusieurs de ces GRB sont fortuitement apparus dans le champ de vue de ses instruments. En particulier, le 19 décembre 2004, un sursaut a été détecté dans le champ de vue du télescope Ibis. Les deux détecteurs superposés d’Ibis, la caméra CdTe ISGRI, réalisée par le CEA avec le soutien du Cnes, et la caméra en CsI PiCsIT, ont pu alors être utilisés comme un polarimètre Compton pour analyser la polarisation de ce signal, la source étant particulièrement brillante.

En effet, cet événement, appelé GRB041219A par les astronomes, s’est révélé être le sursaut gamma le plus brillant jamais détecté par Integral. Une équipe de chercheurs a ainsi pu mesurer pour la première fois, grâce à IBIS, la polarisation du signal gamma en provenance du sursaut, ainsi que son évolution temporelle.

En analysant les données du sursaut par tranche de 10 s, les chercheurs ont ainsi pu montrer que la fraction de polarisation du signal variait de 20 à 90%. L’angle de polarisation a aussi évolué au cours du sursaut. Plusieurs modèles théoriques peuvent expliquer ces observations, la plupart associant le signal détecté à l’émission synchrotron des électrons accélérés à des vitesses relativistes lors du sursaut, et interagissant avec le milieu environnant. L’observation de la polarisation, et de sa variabilité temporelle, impose néanmoins des contraintes fortes sur ces modèles, car elle nécessite que la quantité impressionnante d’énergie transmise aux électrons lors de l’événement soit transférée par un champ magnétique ordonné à grande échelle.

La détection d’un signal polarisé en provenance d’un sursaut gamma démontre une fois de plus la contribution significative qu’apportera Integral à l’étude de ces phénomènes extrêmes se déroulant aux confins de notre Univers. Un nouveau stade dans la compréhension de ces phénomènes vient d’être franchi grâce à Integral, mais la quête de la connaissance des sursauts gamma continue..

 

(1) CNRS/IN2P3 : Institut national de physique nucléaire et de physique des particules du CNRS
(2) CNRS/Insu : Institut national des sciences de l’Univers du CNRS

 

Contact chercheur

  • Philippe Laurent, Tél : 01 57 27 60 72
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