La majeure partie de la lumière qui traverse l’univers est invisible à l’œil humain. En dehors des longueurs d’onde moyennes que nous pouvons voir, il y a un univers entier qui brille dans un rayonnement de haute et basse énergie.
Mais nous, les humains, sommes de petits animaux intelligents et nous avons réussi à construire des outils qui peuvent voir la lumière que nous ne pouvons pas voir. L’un d’eux est le Fermi Gamma-ray Space Telescope de la NASA, un observatoire suspendu en orbite terrestre basse qui surveille le ciel pour les rayons gamma, la lumière la plus énergétique de l’univers.
Surveillant constamment le ciel entier, Fermi surveille les sources de rayons gamma et leur évolution dans le temps, fournissant aux astronomes une carte des différents producteurs de rayons gamma que nous pouvons détecter. Ces données sont compilées dans un catalogue que les scientifiques peuvent utiliser pour explorer la production de rayonnement gamma.
L’animation représente une année de fluctuation du rayonnement gamma provenant de 1 525 sources, représentées par des cercles violets pulsés, collectés entre février 2022 et février 2023, chaque image représentant trois jours d’observations. Plus le cercle est grand, plus le rayonnement gamma est brillant.
Pendant ce temps, le cercle jaune représente la trajectoire apparente du Soleil dans le ciel pour cette période.
« Nous avons été inspirés pour constituer cette base de données par des astronomes qui étudient les galaxies et voulaient comparer les courbes de la lumière visible et des rayons gamma sur de longues échelles de temps », dit l’astrophysicien Daniel Kosevski Du Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville.
« Nous recevions des demandes pour traiter un objet à la fois. Désormais, la communauté scientifique peut accéder à toutes les données analysées pour l’ensemble du catalogue. »
La plupart des lumières scintillantes que vous voyez proviennent d’un type de galaxie connu sous le nom de blazars. Il s’agit d’un sous-ensemble de galaxies quasars. Un quasar est une galaxie avec un noyau très actif, ce qui signifie que le trou noir supermassif crache de la matière à un rythme exponentiel. Cette matière est tellement chauffée par l’activité intense autour du trou noir qu’elle traverse l’espace. Les quasars émettent la lumière la plus brillante de l’univers.
Certains de ces quasars ont des jets de plasma projetés depuis le noyau galactique. Lorsqu’un trou noir se nourrit, une partie de la matière qui l’orbite est déviée et accélérée le long des lignes de champ magnétique à l’extérieur de l’horizon des événements. Lorsqu’elle atteint les pôles, cette matière est projetée dans l’espace à grande vitesse, approchant souvent la vitesse de la lumière dans le vide.
Un blazar est un quasar qui dirige ses jets vers ou près de la Terre. En raison de cette orientation, la lumière apparaît plus brillante sur tout le spectre. Les blazars sont des sources connues de rayonnement gamma, mais leur lumière fluctue sur des échelles de temps très courtes ; Ses fluctuations peuvent aider les astronomes à étudier comment ces géants se nourrissent.
En plus d’autres données, ils peuvent également aider à répondre à des questions sur l’univers. Par exemple, ce n’est que récemment que les détections de neutrinos effectuées par des observatoires comme l’IceCube en Antarctique ont été retracées jusqu’aux galaxies stellaires.
Les blazars représentent plus de 90 % des sources de rayons gamma dans le nouvel ajout au catalogue de rayons gamma de Fermi. D’autres objets qui émettent un rayonnement gamma comprennent un type d’étoiles à neutrons appelées pulsars, les restes déchiquetés de matériaux laissés par les explosions de supernova et des systèmes binaires tels que des étoiles à neutrons binaires.
Et il y a la lueur gamma du plan de la Voie lactée, représentée en animation par une faible bande orange qui traverse le centre de l’image. Là, une couleur plus brillante représente une lueur plus brillante.
On espère que les observations à long terme permettront de mieux comprendre certains des phénomènes associés aux sources de rayons gamma. Par exemple, retracer les neutrinos jusqu’à une période plus brillante d’activité blazar pourrait aider à réduire les processus qui produisent ces particules mystérieuses.
« Obtenir la base de données historique des courbes de luminosité, » dit l’astrophysicienne Michela Nigro de l’Université du Maryland, du comté de Baltimore et du Goddard Space Flight Center de la NASA, « cela pourrait conduire à de nouvelles informations multi-messages sur les événements passés ».
Et nous avons une idée de la façon dont nous pourrions voir l’univers si nous avions des yeux extraterrestres.
Le catalogue récemment mis à jour est disponible gratuitement sur La série de suppléments du journal astrophysique.
