Une énorme explosion de rayons gamma détectée par le télescope spatial Integral de l’Agence spatiale européenne a frappé la Terre. L’explosion a provoqué d’importantes perturbations dans l’ionosphère de notre planète. De telles perturbations sont généralement associées à des événements impliquant des particules énergétiques sur le Soleil, mais cet événement est le résultat de l’explosion d’une étoile située à près de deux milliards d’années-lumière. L’analyse des conséquences de l’explosion pourrait fournir des informations sur les extinctions massives survenues dans l’histoire de la Terre, a déclaré l’Agence spatiale européenne.
Le 9 octobre 2022, un sursaut gamma (GRB) extrêmement brillant et de longue durée a été détecté par de nombreux satellites à haute énergie en orbite proche de la Terre, y compris la mission Integral de l’ESA.
“Nous mesurons les sursauts gamma depuis les années 1960, et ce sont les plus puissants jamais mesurés”, déclare le co-auteur Pietro Ubertini de l’Institut national d’astrophysique de Rome, en Italie, et chercheur principal de l’instrument IBIS d’Intergral. Si fort que son concurrent le plus proche est dix fois plus faible. Statistiquement, un sursaut gamma aussi puissant que GRB 221009A n’atteint la Terre qu’une fois tous les 10 000 ans.
Dans les 800 secondes suivant l’exposition aux rayons gamma, l’explosion a généré suffisamment d’énergie pour activer les détecteurs de foudre en Inde. Des instruments allemands ont enregistré des signes indiquant que l’ionosphère terrestre a été perturbée par l’explosion pendant plusieurs heures. Cette quantité d’énergie extrême a donné à l’équipe l’idée d’étudier l’impact de l’explosion sur l’ionosphère terrestre.
L’ionosphère est une couche de la haute atmosphère terrestre contenant un gaz chargé électriquement appelé plasma. Il s’étend jusqu’à une altitude de 50 à 950 km. Les chercheurs l’appellent l’ionosphère supérieure à des altitudes supérieures à 350 km et l’ionosphère inférieure en dessous. L’ionosphère est si mince que les vaisseaux spatiaux peuvent maintenir des orbites dans la majeure partie de l’ionosphère.
L’un de ces engins spatiaux est le satellite électromagnétique sismique chinois (CSES), également connu sous le nom de Zhangheng, une mission spatiale sino-italienne. Il a été lancé en 2018 et surveille la partie supérieure de l’ionosphère pour détecter les changements dans son comportement électromagnétique. Son objectif principal est d’étudier les liens possibles entre les changements dans l’ionosphère et l’apparition d’événements sismiques tels que les tremblements de terre, mais il peut également étudier l’effet de l’activité solaire sur l’ionosphère.
Mirko et Pietro sont tous deux membres de l’équipe scientifique du CSES et ils ont réalisé que si le GRB avait créé la perturbation, le CSES aurait dû le voir. Mais ils ne pouvaient pas en être sûrs. “Nous avons déjà recherché cet effet dans d’autres sursauts gamma, mais nous n’avons rien vu”, explique Pietro.
Dans le passé, des sursauts gamma ont été observés la nuit affectant la partie inférieure de l’ionosphère, lorsque l’influence solaire était supprimée, mais jamais la partie supérieure. Cela a conduit à croire qu’au moment où elle a atteint la Terre, l’explosion du GRB n’était plus assez puissante pour provoquer une modification de la conductivité ionosphérique entraînant une modification du champ électrique.
Cependant, cette fois, lorsque les scientifiques ont regardé, leur conclusion était différente. L’effet était évident et fort. Pour la première fois, ils ont observé une perturbation intense sous la forme d’un fort changement du champ électrique dans la partie supérieure de l’ionosphère. “C’est incroyable. Nous pouvons observer des événements qui se produisent dans l’espace lointain et qui affectent également la Terre », explique Erik Kuulkers, scientifique du projet de l’ESA.
Ce GRB particulier s’est produit dans une galaxie située à près de 2 milliards d’années-lumière (soit il y a deux milliards d’années), mais il disposait encore de suffisamment d’énergie pour affecter la Terre. Alors que le Soleil est généralement la principale source de rayonnement suffisamment puissant pour avoir un impact sur l’ionosphère terrestre, ce sursaut gamma déclenche des instruments généralement conçus pour étudier d’énormes explosions dans l’atmosphère du Soleil, appelées éruptions solaires.
“Remarquablement, cette perturbation a affecté les couches les plus basses de l’ionosphère terrestre, situées à seulement quelques dizaines de kilomètres au-dessus de la surface de notre planète, laissant une empreinte comparable à celle d’une grande éruption solaire”, explique Laura Hayes, scientifique et physicienne solaire à l’ESA. .
Cette empreinte s’est manifestée sous la forme d’une ionisation accrue dans la partie inférieure de l’ionosphère. Il a été détecté dans des signaux radio à très basse fréquence qui rebondissent entre le sol et la basse ionosphère terrestre.
« Essentiellement, nous pouvons dire que l’ionosphère a « coulé » à des altitudes plus basses, et nous l’avons détecté grâce à la façon dont les ondes radio se reflètent le long de l’ionosphère », explique Laura, qui a publié ces résultats en 2022.
Cela renforce l’idée qu’une supernova dans notre galaxie pourrait avoir des conséquences bien plus graves. “Il y a eu de nombreux débats sur les conséquences possibles d’un sursaut gamma dans notre galaxie”, explique Mirko.
