Swift aveuglé par la mort d'une étoile

http://www.enjoyspace.com/fr/news/swift-aveugle-par-la-mort-d-une-etoile

Citation :

C'était la plus importante des
explosions d'étoiles jamais enregistrées, à tel point que le logiciel
traitant les mesures du satellite l'a ignorée comme s'il s'agissait
d'une anomalie.


L'explosion proprement dite a eu lieu il y a 5
milliards d'années, avant même que notre Soleil et son cortège de
planètes ne se forment. Une étoile massive s'est effondrée sur elle même
et transformée en trou noir. Elle a expédié à travers l'univers un
violent flot de rayonnements gamma et X qui n'ont atteint l'observatoire
Swift de la NASA, en orbite autour de la terre, que le 21 juin dernier.

Lancé
par la NASA en novembre 2004, Swift est un observatoire spécialisé dans la
détection et l'analyse des sursauts gamma qui indiquent généralement que
des événements d'une rare violence se sont produits, et il les observe
grâce à trois télescopes dans différentes bandes de fréquences (gamma, X
et ultraviolet).

« L'intensité de ce sursaut X était inattendue et
sans précédent » selon Neil Gehrels, responsable scientifique de la
mission Swift au centre spatial Goddard de la NASA. « Juste au moment où
on croyait avoir tout vu en matière de sursauts gamma, en voici un qui
bouleverse toutes nos estimations sur la puissance maximales que peuvent
atteindre ces sources de rayons X. »

Surprise au retour
des vacances
En fait la puissance du sursaut a été telle que
la caméra a été aveuglée et que le logiciel qui analyse automatiquement
les mesures du satellite a jeté l'éponge, estimant avoir affaire à une
anomalie, si bien que l'événement est d'abord passé inaperçu. Il faudra
attendre quelques jours pour que Phil Evans, un chercheur assistant en
postdoc à l'Université de Leicester, en Grande-Bretagne, comprenne ce
qui venait de se produire en passant en revue les données du satellite à
son retour de congés.

Lors d'un tel événement, ce sont les
rayonnements gamma qui arrivent les premiers. Une fois qu'ils ont été
détectés, on pointe les détecteurs dans la direction indiquée pour
mesurer le rayonnement X qui va suivre. Phil Evans a écrit le logiciel
qui convertit les données de Swift en courbes d'intensité lumineuse. En
examinant les enregistrements, il constate qu'aucun signal X ne
correspond à l'événement gamma qui a été enregistré et baptisé
GRB 100621A (c'est à dire Gamma Ray Burst 2010-06-21-A). Il va plus loin
dans le détail et repère un « trou » dans les données. Il comprend
alors ce qui s'est passé et reconstitue la courbe de lumière à partir
des zones périphériques de l'image selon une méthode couramment utilisée
lorsque le signal lui-même est « surexposé ». L'éruption a duré une
minute, mais pendant 0,2 seconde, il y a eu un pic à 143 000 photons X
par seconde, qui a dépassé les capacités de la caméra.

Le
logiciel est débordé
« Il y avait tellement de photons qui
venaient frapper les détecteurs à chaque seconde que le logiciel ne
pouvait tout simplement plus les compter », explique Phil Evans. « C'est
un peu comme si on avait essayé de mesurer le flux exact d'un tsunami
avec un pluviomètre de jardin ».

Le logiciel de Phil Evans est normalement capable
d'effectuer cette correction seul en cas de surexposition de la caméra,
mais là, les valeurs obtenues étaient tellement hors limite qu'il a
estimé qu'il devait s'agir d'une erreur et n'a tout simplement pas
communiqué de résultats.

Ce sursaut a été 140 fois plus puissant
que la plus puissante source X continue que l'on connaisse dans le ciel
(à l'exception du Soleil, bien sûr), une étoile à neutrons « proche »
située à 10 000 années lumière. Le plus puissant sursaut X détecté à ce
jour était GRB 080319B qui était sept fois plus puissant vu de la Terre
(si puissant qu'on aurait pu le voir à l'oeil nu), mais aussi deux fois
plus proche. Ramené à la même distance, GRB 100621A était 1,5 fois plus
puissant.

Un précédent
climatologique
Ce filtrage des données, qui permet aux
chercheurs de ne pas être noyés sous les erreurs de mesures, démontre
une nouvelle fois ses limites.

Au début des années 1980, pareille
mésaventure était arrivée au satellite SME (Solar Mesosphere Explorer)
qui mesurait la concentration d'ozone dans l'atmosphère. Alors que
certaines études théoriques annonçaient un risque de diminution de la
couche d'ozone au dessus de l'Antarctique, il ne détectait rien
d'anormal. Il faudra qu'une équipe britannique publie les résultats -
particulièrement alarmants - d'un sondage par ballons en 1985 pour que
les mesures de SME soient réétudiées et que de nouveaux seuils soient
fixés pour les données acceptables. On se rendra alors compte avec
stupeur de l'existence et de l'étendue du « trou » dans la couche
d'ozone. SME l'avait toujours vu, mais ses mesures, jugées
« aberrantes » par l'algorithme de contrôle, avaient été écartées lors
du traitement informatique.

C'est incroyable la caméra a jeté l'éponge mais je savais pas par contre qu'on pouvait compter les photons, c'est une mesure réelle ou virtuel ? car les photons sont bien trop corpusculaire ?

Alors les photons viennent frapper directement les détecteur et une autre question me vient à l'esprit et de savoir "l'astuce" permettant de ne pas être gêner par les photons expulser du Soleil ?

Il doit certainement y être question de famille proton et d'astuce "technique" à bord du satellite.

On se trouve là devant un cas particulièrement avancé de saturation de détecteurs. C'est fréquent dans l'astronomie gamma où l'on observe en fin de compte les événements les plus violents de l'Univers.

Toute photométrie est en réalité un comptage de photons. Dans l'astronomie des hautes énergies, le nombre de photons reçus est généralement faible et leur énergie est telle qu'ils se manifestent surtout sous leur aspect corpusculaires.

Le Soleil a l'avantage de se trouver à une position dans le ciel connue avec précision à tout moment. Tout ce qui arrive de cette direction peut alors être ignoré. Et lorsque le satellite peut être dirigé afin d'observer dans un secteur particulier du ciel, on évite systématiquement le Soleil, sauf si on cherche à le regarder.