Une nouvelle découverte passionnante a été dévoilée au début de cette semaine lors de la 223e réunion de l'American Astronomical Society à Washington D.C., lorsque les astronomes ont annoncé qu'une lentille gravitationnelle avait été détectée pour la première fois aux longueurs d'onde des rayons gamma.
L'étude a été menée à l'aide du télescope spatial Fermi Gamma Ray de la NASA et promet d'ouvrir une nouvelle fenêtre sur l'univers, donnant aux astrophysiciens un autre outil pour étudier les régions d'émission qui existent près des trous noirs supermassifs.
Mais la chasse n'a pas été facile. Une lentille gravitationnelle se produit lorsqu'un objet de premier plan massif, comme une galaxie, plie la lumière d'un objet d'arrière-plan éloigné. Dans le cas de cette étude, les chercheurs ont ciblé un blazar connu sous le nom de B0218 + 357, une source énergétique située à 4,35 milliards d'années-lumière en direction de la constellation du Triangulum.
Les sources de Blazar et de quasar sont nommées en utilisant leurs coordonnées respectives dans le ciel. Pensez à «0218 + 357» comme se traduisant par «Ascension droite 2 heures 18 minutes, déclinaison +35,7 degrés nord» dans le discours de l'astronome. Un blazar est une forme compacte de quasar qui résulte d'un trou noir supermassif au cœur d'une galaxie active. Le terme blazar a été inventé pour la première fois par Edward Spiegel en 1978. Le premier quasar découvert fut le 3C 273 en 1970, qui fut également découvert plus tard comme un blazar. Le 3C 273 est visible en Vierge à l'aide d'un grand télescope d'arrière-cour.
Une galaxie spirale de premier plan vue de face se trouve le long de notre ligne de visée entre notre point de vue et B0218 + 357. À 4 milliards d'années-lumière de distance, les deux ont la plus petite séparation angulaire de tout système à lentilles gravitationnelles identifiée jusqu'à présent à moins d'un tiers d'arc de seconde.
«Nous avons commencé à réfléchir à la possibilité de faire cette observation quelques années après le lancement de Fermi, et toutes les pièces se sont finalement réunies à la fin de 2012», a déclaré l'astrophysicien du Naval Research Laboratory et scientifique principal dans l'étude Teddy Cheung dans un récent Goddard de la NASA. Communiqué de presse du Spaceflight Center.
Les observations du blazar suggèrent qu'il serait torché en septembre 2012, ce qui en fait une cible privilégiée pour l'étude. En fait, B0218 + 357 était la source de rayons gamma extra-galactique la plus brillante à l'époque. Cheung s'est vu accorder un délai de fin septembre à octobre 2012 pour utiliser l'instrument de télescope à grande surface (LAT) de Fermi pour étudier le blazar en déchaînement.
L’instrument LAT de Fermi n’a pas la résolution que possèdent les instruments radio et optiques pour capturer le blazar sur des images individuelles. Au lieu de cela, l'équipe a exploité un phénomène connu sous le nom d '«effet de lecture retardée» pour attraper le blazar en action.
"Un chemin lumineux est légèrement plus long que l'autre, donc lorsque nous détectons des fusées éclairantes dans une image, nous essayons de les attraper quelques jours plus tard lorsqu'elles sont rejouées sur l'autre image", a déclaré Jeff Scargle, membre de l'équipe, astrophysicien basé au Ames Research Center de la NASA.
Cheung a présenté les résultats de l'étude lundi lors de la réunion de l'American Astronomical Society, qui comprenait trois épisodes de torchage distincts du fond flazar qui ont démontré les événements de lecture retardés révélateurs avec une période s'étendant sur 11,46 jours.
Les observations de suivi dans les longueurs d'onde radio et optiques ont soutenu les observations clés et démontrent que l'imageur LAT de Fermi a effectivement été témoin de l'événement. Fait intéressant, le retard des rayons gamma du blazar à lentilles prend environ un jour de plus que les ondes radio pour atteindre la Terre. B0218 + 357 est également environ quatre fois plus lumineux dans les rayons gamma que dans les longueurs d'onde radio.
Cela se produit parce que les rayons gamma émanent d'une région légèrement différente des ondes radio générées par le blazar, et empruntent un chemin différent à travers le champ gravitationnel de la galaxie de premier plan. Cela démontre que des actifs comme Fermi peuvent être utilisés pour sonder le cœur des noyaux galactiques énergétiques éloignés qui abritent des trous noirs supermassifs. Cela ouvre le sujet brûlant des blazars à lentilles gravitationnelles et leur rôle dans l'astronomie extra-galactique jusqu'au spectre des rayons gamma, et donne aux cosmologistes un autre gadget pour leur boîte à outils.
«Au cours d'une journée, l'une de ces fusées éclairantes peut éclairer le blazar de 10 fois en rayons gamma mais seulement 10% en lumière visible et radio, ce qui nous indique que la région émettrice de rayons gamma est très petite par rapport à celles émettant à des énergies plus faibles », a déclaré le membre de l'équipe de l'Université de Stockholm Stefan Larsson dans le récent communiqué de presse.
L'utilisation de l'analyse des systèmes de lentilles aux longueurs d'onde des rayons gamma aidera non seulement à sonder ces énigmatiques bêtes cosmologiques, mais elle peut également aider à affiner la constante de Hubble, qui mesure la vitesse à laquelle l'univers se développe.
Mais Fermi commence peut-être à montrer ses trucs en matière de chasse aux sources extra-galactiques. le vraiment une découverte passionnante, selon les chercheurs, serait la découverte d'une source énergétique extra-galactique cristallisée par une galaxie de premier plan dans les rayons gamma qui n'a pas été vu été vu à d'autres longueurs d'onde. Cette découverte récente a certainement démontré comment Fermi peut «voir» ces flashs révélateurs via une méthode intelligente. Attendez-vous à plus de nouvelles dans les années à venir!
Lisez l'intégralité du document sur le serveur arViv intitulé Détection Fermi-LAT des éruptions de rayons gamma retardées par lentille gravitationnelle de Blazar B0218 + 357.
