Le 15 décembre, une découverte majeure a été annoncée par la collaboration du Large-Sized Telescope (LST). L’objet OP 313 (quasar) a été détecté à des énergies très élevées, une première pour le LST-1. Cette détection marque une étape importante dans l’étude des noyaux galactiques actifs (AGN) et des quasars à spectre plat (FSRQ).
La collaboration LST a annoncé la détection de la source OP 313 à des énergies très élevées avec le LST-1. Bien que l’OP 313 soit connu à des énergies plus faibles, il n’avait jamais été détecté au-dessus de 100 GeV. Cette détection fait de l’OP 313 l’AGN le plus éloigné jamais détecté par un télescope Cherenkov, démontrant ainsi les performances exceptionnelles du prototype LST pendant sa mise en service sur le site CTAO-Nord sur l’île de La Palma, en Espagne.
OP 313 est ce que l’on appelle un quasar à spectre plat ou FSRQ, un type d’AGN. Ce sont des objets très lumineux que l’on trouve au centre de certaines galaxies, où un trou noir supermassif dévore la matière environnante, créant des disques d’accrétion puissants et des jets de lumière et de particules relativistes.
Une observation exceptionnelle
Le LST-1 a observé cette source entre le 10 et le 14 décembre, après avoir reçu une alerte du satellite Fermi-LAT indiquant une activité inhabituellement élevée dans le régime des rayons gamma à basse énergie. Cette activité a également été confirmée dans la gamme optique avec différents instruments. En seulement quatre jours de données, la collaboration LST a pu détecter la source au-dessus de 100 Gigaélectronvolts (GeV), un niveau d’énergie un milliard de fois supérieur à la lumière visible que les humains peuvent percevoir.
Seuls neuf quasars sont connus à des énergies très élevées, et OP 313 est maintenant le dixième. En général, les quasars sont plus difficiles à détecter à des énergies très élevées que d’autres types d’AGN. Cela est dû non seulement à la luminosité de leur disque d’accrétion qui affaiblit l’émission de rayons gamma, mais aussi parce qu’ils sont plus éloignés. Dans ce cas, OP 313 est situé à un décalage vers le rouge de 0.997 ou à environ 8 milliards d’années-lumière, ce qui en fait l’AGN le plus éloigné et la deuxième source la plus éloignée jamais détectée à des énergies très élevées.
Le télescope de grande taille (LST)
Le télescope de grande taille (LST) est l’un des trois types de télescope qui seront construits pour couvrir toute la gamme d’énergie du CTAO (de 20 GeV à 300 TeV).
La configuration Alpha approuvée du CTAO comprend quatre LST disposés au centre du réseau de l’hémisphère nord. Un plan d’amélioration de cette configuration comprend également deux LST dans le réseau sud, qui sont financés. Ces télescopes sont optimisés pour couvrir la sensibilité aux basses énergies entre 20 et 150 GeV.
Chaque LST est un télescope géant de 23 mètres de diamètre avec une surface de miroir d’environ 400 mètres carrés et une caméra finement pixelisée composée de 1855 capteurs de lumière capables de détecter des photons individuels avec une grande efficacité. Bien que le LST mesure 45 mètres de haut et pèse environ 100 tonnes, il est extrêmement agile, capable de se repositionner en 20 secondes pour capter de brefs signaux de rayons gamma de faible énergie.
La vitesse de repositionnement et le faible seuil d’énergie fournis par les LST sont essentiels pour les études du CTAO sur les sources transitoires de rayons gamma dans notre galaxie et pour l’étude des noyaux actifs de galaxie et des sursauts gamma à grand décalage vers le rouge. Le prototype du LST, le LST-1, est situé au CTAO-Nord et est actuellement en cours de mise en service. Il devrait devenir le premier télescope du CTAO une fois que sa mise en service sera terminée et qu’il aura été officiellement accepté.
En synthèse
La détection de l’OP 313 à des énergies très élevées par le LST-1 marque une étape importante dans l’étude des AGN et des FSRQ. Cette découverte permettra aux scientifiques d’améliorer leur compréhension de la lumière extragalactique de fond (EBL), d’étudier les champs magnétiques au sein de ce type de source ou de se plonger dans la physique intergalactique fondamentale.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que l’OP 313 ?
L’OP 313 est un quasar à spectre plat, un type de noyau galactique actif. Il est situé à environ 8 milliards d’années-lumière de la Terre.
Qu’est-ce que le LST-1 ?
Le LST-1 est un prototype de télescope de grande taille, actuellement en cours de mise en service sur le site CTAO-Nord sur l’île de La Palma, en Espagne.
Qu’est-ce que la détection à des énergies très élevées signifie ?
La détection à des énergies très élevées fait référence à la détection de rayons gamma à des énergies supérieures à 100 GeV. C’est un domaine d’étude important en astrophysique.
Pourquoi cette découverte est-elle importante ?
Cette découverte est importante car elle permet aux scientifiques d’étudier des objets très éloignés et de mieux comprendre la physique intergalactique.
Quelles sont les prochaines étapes ?
La collaboration LST continuera à observer cette source avec le LST-1 pour élargir l’ensemble de données et obtenir une analyse plus précise.
Références
Large-Sized Telescope (LST) Collaboration. (2023)
