Un nouveau signal radio provenant de l’espace lointain remet une fois de plus en question notre compréhension de ces phénomènes mystérieux.
Non seulement ce nouveau sursaut radio rapide, nommé FRB 20191221A, un autre répéteur extrêmement rare, mais ce n’est même pas si rapide : les flashs radio reçus à travers l’espace intergalactique durent trois secondes, environ 1 000 fois plus longtemps que la moyenne.
Cependant, des rafales de rayonnement d’intensité plus élevée se produisent toutes les 0,2 secondes dans cette fenêtre de trois secondes – quelque chose de jamais vu auparavant dans une rafale radio rapide.
La détection a été faite par le détecteur CHIME en décembre 2019, et les scientifiques ont immédiatement su qu’ils étaient sur quelque chose de très particulier.
“C’était inhabituel”, a déclaré l’astrophysicien Daniele Michilli du MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research.
“Non seulement c’était très long, d’une durée d’environ trois secondes, mais il y avait des pics périodiques qui étaient remarquablement précis, émettant chaque fraction de seconde – boum, boum, boum – comme un battement de coeur. C’est la première fois que le signal lui-même est périodique .”
Les sursauts radio rapides sont l’un des mystères cosmiques actuels les plus fascinants. Ce sont des éclats de rayonnement extrêmement puissants dans des longueurs d’onde radio qui jaillissent de l’espace intergalactique en un très court laps de temps – généralement en quelques millisecondes. En ce bref clin de temps, la rafale émet autant d’énergie que 500 millions de soleils.
La plupart des rafales radio rapides n’éclatent qu’une seule fois et n’ont plus été entendues depuis. Ceux-ci sont impossibles à prévoir; pour en détecter un, il suffit d’espérer qu’il se produise lorsque nous avons un radiotélescope pointé dans la bonne direction (bien que des projets comme CHIME, avec une grande zone de visualisation, aident énormément à cet égard). Ce sont les types de FRB les plus courants.
Beaucoup plus rarement, des signaux répétés sont reçus d’un seul point du ciel. Ce sont les rafales radio rapides répétées. Parce qu’ils se répètent, les scientifiques peuvent pointer un télescope vers le ciel et étudier les signaux de manière beaucoup plus détaillée.
Il n’est pas clair, cependant, si le même mécanisme est responsable de toutes les rafales radio rapides.
Ils peuvent varier en intensité, longueur d’onde, polarisation et dispersion. Une rafale radio rapide contient un indice significatif : en 2020, pour la première fois, une rafale radio rapide a été détectée en provenance de la Voie lactée. Il a été attribué à un type d’étoile à neutrons appelé magnétar, ce qui suggère que ces objets ultra-denses hautement magnétisés pourraient être responsables d’au moins quelques sursauts radio rapides.
“CHIME a maintenant détecté de nombreux FRB avec des propriétés différentes”, a déclaré Michilli. “Nous en avons vu certains qui vivent à l’intérieur de nuages très turbulents, tandis que d’autres semblent être dans des environnements propres. D’après les propriétés de ce nouveau signal, nous pouvons dire qu’autour de cette source, il y a un nuage de plasma qui doit être extrêmement turbulent.”
Quant à ce que c’est, les signes indiquent toujours une étoile à neutrons quelconque (désolé, toujours pas d’extraterrestres).
Les étoiles à neutrons sont les noyaux effondrés d’étoiles massives qui ont mis fin à leur vie et éjecté la plupart de leur matière dans l’espace. N’étant plus soutenu par la pression extérieure de la fusion, le noyau s’effondre en un objet incroyablement dense, d’environ 20 kilomètres (12 miles) de diamètre, mais jusqu’à environ 2,3 fois la masse du Soleil.
Les magnétars sont un type d’étoile à neutrons avec un champ magnétique incroyablement puissant. En raison de l’attraction vers l’extérieur de ce champ magnétique en concurrence avec l’attraction vers l’intérieur de la gravité, les magnétars éclatent périodiquement lors de tremblements de terre massifs.
Les pulsars sont des étoiles à neutrons qui éjectent des faisceaux d’émission radio de leurs pôles, tournant à des vitesses allant jusqu’à des échelles de millisecondes de sorte que le faisceau semble pulser. Michilli et ses collègues ont analysé les rafales de FRB 20191221A et ont trouvé des caractéristiques en commun avec les émissions des magnétars et des pulsars.
Il y a juste un problème : bien que la distance parcourue par FRB 20191221A ne soit pas claire, il vient probablement d’une autre galaxie, et son explosion semble être plus d’un million de fois plus brillante que les magnétars et les pulsars de notre propre galaxie.
“Il n’y a pas beaucoup de choses dans l’Univers qui émettent des signaux strictement périodiques”, a expliqué Michilli. “Les exemples que nous connaissons dans notre propre galaxie sont les pulsars radio et les magnétars, qui tournent et produisent une émission rayonnée similaire à un phare. Et nous pensons que ce nouveau signal pourrait être un magnétar ou un pulsar sous stéroïdes.”
L’équipe espère qu’ils pourraient attraper d’autres explosions de la source mystérieuse de FRB 20191221A pour affiner à la fois d’où il vient et ce qui pourrait en être la cause. À son tour, cela pourrait nous aider à mieux comprendre les étoiles à neutrons.
“Cette détection soulève la question de savoir ce qui pourrait causer ce signal extrême que nous n’avons jamais vu auparavant, et comment pouvons-nous utiliser ce signal pour étudier l’Univers”, a déclaré Michilli. “Les futurs télescopes promettent de découvrir des milliers de FRB par mois, et à ce moment-là, nous pourrions trouver beaucoup plus de ces signaux périodiques.”
La recherche a été publiée dans Nature.
