Un sursaut gamma étonnant, baptisé GRB 221009A, continue de surprendre même si cela fait plus d’un an qu’il a été détecté. Des scientifiques italiens ont récemment publié une étude qui montre comment l’ionosphère de notre planète a été impactée en raison de sa forte intensité et de sa longue durée.
L’ionosphère est l’une des couches atmosphériques de la Terre, s’étendant de 60 km à plus de 950 km d’altitude. Contenant du plasma chargé électriquement, sa moitié inférieure, appelée bottom-side, s’étend jusqu’à 350 km. Au-delà de 350 km se trouve la moitié supérieure, appelée face supérieure.
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Selon Mirko Piersanti, professeur à l’Université de L’Aquila, les effets des sursauts gamma ont souvent été observés dans la partie inférieure de l’ionosphère, mais rarement dans sa partie supérieure. «C’est parce que la densité et la conductivité du plasma sur la face supérieure sont bien inférieures à celles sur la face inférieure. De plus, pour observer cet effet, vous avez besoin d’un satellite capable de faire des observations, en orbite dans cette couche », a déclaré Piersanti.
Un tel satellite orbite autour de la Terre à une altitude de 507 km. « Le satellite électromagnétique China Seismo (CSES), qui est une mission sino-italienne, se trouvait au bon endroit au bon moment, sous la zone d’éclairage de ce sursaut gamma. Le satellite dispose d’un instrument qui a enregistré un pic significatif du champ électrique dans l’ionosphère supérieure », a déclaré Piersanti.
Le lien entre cette observation et l’événement de sursaut gamma n’était pas évident au début. Selon Piersanti, la dynamique de l’ionosphère est généralement entièrement pilotée par le Soleil. « La première chose à laquelle nous avons pensé était probablement quelque chose venant du Soleil. Mais le Soleil émettait des éruptions qui ne correspondaient pas dans le temps à ce que nous avons observé. De plus, à cette époque, nous étions sûrs qu’un sursaut gamma ne serait jamais capable de générer une telle variation dans l’ionosphère supérieure.
«Cependant, après avoir analysé les données du CSES ainsi que du télescope spatial Integral de l’ESA, nous avons changé d’avis. Nous pensons désormais qu’il est possible qu’un sursaut gamma puisse produire un effet dans l’ensemble de l’ionosphère », a-t-il déclaré.
Sauvé par la distance
Si la série d’événements qui ont généré GRB 221009A (explosion de supernova ou création d’un trou noir) reste indéterminée, la source de rayons gamma est située à près de 2 milliards d’années-lumière, soit une distance assez éloignée de notre galaxie, la Voie lactée.
Selon Piersanti, si un événement aussi lointain peut provoquer une perturbation importante dans la partie relativement moins conductrice de l’ionosphère, un événement survenant dans notre galaxie (qui fait 100 000 années-lumière de large) pourrait endommager la couche d’ozone terrestre.
« Je n’ai pas parcouru les données sur la couche d’ozone, mais ce sursaut gamma a le potentiel de perturber la couche d’ozone. En effet, à l’aide d’analyses statistiques, nous travaillons sur les effets possibles qu’un sursaut gamma comme le GRB 221009A peut induire sur la couche d’ozone. Nous créons également un tableau des sursauts gamma passés et des observations de la couche d’ozone et essayons de voir s’ils correspondent », a-t-il déclaré.
Communications sur la nature, 2023. DOI : 10.1038/s41467-023-42551-5
Dhananjay Khadilkar est journaliste basé à Paris.