Les astronomes ont observé une collision monumentale entre deux étoiles à neutrons, entraînant la formation du plus petit trou noir jamais détecté et la synthèse de métaux précieux tels que l'or, l'argent et l'uranium. Cet événement a eu lieu à 130 millions d'années-lumière dans la galaxie NGC 4993.
La collision a généré une kilonova, une explosion puissante qui a illuminé son environnement avec une luminosité équivalente à celle de centaines de millions de soleils. Une équipe de recherche du Cosmic DAWN Center de l'Institut Niels Bohr a utilisé divers instruments, y compris le télescope spatial Hubble, pour capturer cet événement, fournissant des informations sur les fusions d'étoiles à neutrons et les origines des éléments plus lourds que le fer.
Rasmus Damgaard, chercheur au Cosmic DAWN Center, a déclaré : "Nous pouvons maintenant voir le moment où les noyaux atomiques et les électrons s'unissent dans l'après-brillance." Cette étude marque la première observation de la formation d'atomes et de la mesure de la température de la matière dans une explosion aussi lointaine.
Les étoiles à neutrons se forment lorsque des étoiles massives épuisent leur carburant nucléaire, entraînant des explosions de supernova qui laissent derrière elles des restes incroyablement denses. Ces restes peuvent peser entre 1 et 2 masses solaires, comprimés dans un diamètre d'environ 12 miles (20 kilomètres).
La collision d'étoiles à neutrons génère des ondes gravitationnelles, qui emportent le moment angulaire et resserrent leur orbite jusqu'à ce qu'elles fusionnent. Cette fusion libère de la matière riche en neutrons à des températures de plusieurs milliards de degrés, similaires aux conditions peu après le Big Bang.
Alors que la matière se refroidit, le processus de capture rapide des neutrons (r-process) se produit, produisant des éléments lourds. L'équipe a observé l'après-brillance des particules formant des éléments comme le strontium et le yttrium, suggérant la création d'éléments lourds supplémentaires lors de l'événement.
Albert Sneppen, le chef d'équipe, a souligné l'importance de la collaboration mondiale entre les télescopes pour capturer la nature dynamique de l'explosion. Les résultats ont été publiés le 30 octobre dans la revue Astronomy & Astrophysics.