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Un objet mystérieux produit des explosions répétées dans le cosmos

Des astronomes ont observé l’explosion répétée d’un mystérieux objet cosmique, et ce précisément 1.652 fois en 60 heures d’observation. Les chercheurs s’interrogent sur la source de ces explosions cosmiques, et espèrent que de plus amples scrutations leur permettront de s’approcher de la réponse.

Pour être plus précis, ces astronomes ont observé ce que l’on appelle un Fast Radio Burst (FRB, traduisible par sursaut radio rapide), un phénomène qui est encore inexpliqué. Les FRB se traduisent par des impulsions dans la gamme radio du spectre électromagnétique, et les impulsions ici mesurées durent parfois quelques millièmes de seconde (produisant autant d’énergie que le Soleil en un an !). Les mesures ont été réalisées avec le télescope Fast, le radiotélescope le plus sensible au monde, situé en Chine, lors de l’observation de l’objet ainsi nommé FRB 121102.

Les astronomes ont observé un phénomène encore très peu connu
L’origine physique de ces FRB est encore inconnue : la plupart des FRB observés ont une origine très lointaine de nous, dans l’univers profond, rendant l’étude du phénomène complexe. Quand certains chercheurs évoquent des hypothèses abordant la possibilité de détection d’une intelligence extraterrestre quelconque, d’autres penchent plutôt pour une explication faisant intervenir des trous noirs qui s’évaporent, des étoiles à neutrons mourantes ou encore des pulsars d’un genre encore méconnu. Mais, en 2020, l’observation du magnétar SGR 1935+2154 a permis la mesure de la première impulsion radio dans notre Voie lactée, amenant les chercheurs à privilégier les magnétars comme source de FRB.

Mais, qu’est-ce qu’un magnétar ?
Un magnétar est une étoile à neutrons caractérisée par un champ magnétique extrêmement intense. Ces champs magnétiques extrêmes (des milliards de fois plus intenses que celui de la Terre) peuvent parfois subir des épisodes violents, produisant de fortes explosions énergétiques. Les astronomes cherchent encore à savoir si les FRB mesurés proviennent des explosions initiales, ou de l’onde de choc en résultant se propageant dans le matériau entourant l’étoile.

Mais dans le cas de FRB 121102, la rapide succession de ces sursauts radio interroge les astronomes : d’après Bing Zhang, astrophysicien à l’université du Nevada qui a participé à l’étude, ils ne pourraient pas venir des poussières et gaz environnants, car ces matériaux auraient besoin de se chauffer pour produire ces fortes impulsions, puis de se refroidir afin de pouvoir libérer une nouvelle explosion, le tout en quelques millièmes de seconde.

Alors que les données recueillies sur FRB 212102 semblent tendre vers l’hypothèse du magnétar, les résultats ne sont pas assez concluants pour l’affirmer : le magnétar observé en 2020 dans notre Galaxie n’émettait pas autant de sursauts en si peu de temps. Mais d’après Victoria Kaspi, astrophysicienne à l’Université McGill de Montréal, cela pourrait s’expliquer par l’âge plus avancé de ce magnétar, un magnétar plus jeune pouvant éventuellement correspondre avec les observations de FRB 121102. Elle ajoute également que la forte sensibilité du radiotélescope Fast pourrait expliquer la mesure d’une si forte activité, qui n’aurait éventuellement pas été possible avec d’autres télescopes. En attendant, les scientifiques cherchent à déterminer si un magnétar jeune pourrait réellement produire de telles impulsions, ou si les astronomes ont affaire à un autre type d’objet cosmique.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/univers-objet-mysterieux-produit-explosions-repetees-cosmos-94592/

Les sursauts radio rapides signent-ils l’existence de surprenantes étoiles magnétiques ?

Pour les 20 ans de Futura, Françoise Combes, astrophysicienne médaille d’or 2020 du CNRS, s’associe à la rédaction pour vous proposer, tout au long de cette journée particulière, des sujets qui agitent la communauté des astronomes. Ici, les sursauts radio rapides. Depuis près de 15 ans que les astrophysiciens les étudient, ils en ont déjà beaucoup appris sur ces phénomènes extrêmes. Mais ils restent malgré tout l’un des plus grands mystères de notre Univers.

C’est en 2007 que le tout premier sursaut radio rapide a été repéré. Dans les archives des données collectées par le radiotélescope de Parkes (Australie). Un Fast Radio Burst (FRB), comme disent les Anglophones. Un flash d’ondes radio, donc, qui dure seulement quelques millisecondes. Mais qui dégage autant d’énergie que notre Soleil en plusieurs années.

Les astronomes ont rapidement compris que l’événement s’était produit au-delà de la Voie lactée. Bien au-delà, même. Dans une galaxie située à des milliards d’années-lumière de la nôtre. Laquelle exactement ? C’était impossible à dire.

Il aurait fallu, pour cela, détecter ce sursaut radio rapide à l’aide d’un interféromètre radio. Comprenez, un réseau d’antennes réparties sur au moins quelques kilomètres. De manière à produire suffisamment de détails pour identifier sa galaxie d’origine.

Le premier FRB qui a ainsi pu être localisé, les astronomes l’ont baptisé FRB 121102. Il provenait d’une source qui a émis plusieurs flashs. Ce qui a permis aux astronomes de le situer dans une galaxie naine, à quelque 3 milliards d’années-lumière de la Voie lactée.

Le mystère de l’origine des sursauts radio rapides
Des sursauts radio rapides répétitifs comme celui-ci, les astronomes en connaissent désormais plusieurs. Mais à des luminosités et à des fréquences de répétition parfois très différentes. Peut-être le signe qu’ils se cachent dans des galaxies très différentes les unes des autres. D’ailleurs, les chercheurs sont, depuis, parvenus à situer une douzaine de sursauts radio rapides dans des galaxies de toutes sortes. Des jeunes et des plus âgées. Des grandes et des plus petites. Même dans une galaxie spirale comme notre Voie lactée.

Et par un beau jour du mois d’avril 2020, le télescope spatial Swift a détecté un flash de rayons X provenant d’une étoile à neutrons située dans notre propre Galaxie. Deux autres instruments – Chime (Canada) et le réseau Stare2 (États-Unis) – ont observé un sursaut radio rapide juste après et dans la même direction. Le premier FRB détecté dans notre Galaxie. Moins intense que ses cousins extragalactiques, mais tout de même un indice de taille pour les astronomes qui ignoraient toujours la nature de la source de ces mystérieux phénomènes radio.

Beaucoup d’hypothèses avaient en effet circulé à ce sujet. Des plus exotiques – comme l’hypothèse d’explosions d’étoiles de Planck ou celle faisant intervenir des étoiles axioniques, de trous noirs en collision avec de la matière noire – aux plus fantasques – comme l’hypothèse de manifestations de civilisations extraterrestres – en passant par les plus basiques – comme l’hypothèse de supernovae ou de paires d’étoiles.

Récemment, une équipe française suggérait que les sursauts radio rapides pouvaient tirer leur origine d’une étoile à neutrons entourée d’une ceinture d’astéroïdes. Le phénomène serait causé par l’interaction de ces astéroïdes avec le vent de plasma très énergétique soufflé par l’étoile à neutrons.

Des magnétars se cachent-ils derrière les FRB ?
Le FRB découvert en 2020 dans la Voie lactée, lui, semble avoir ouvert la voie à une autre hypothèse prometteuse : celle d’un phénomène généré par un magnétar, un type particulier d’étoiles à neutrons jeunes et qui s’accompagne d’un champ magnétique extrêmement intense. Une hypothèse compatible avec les dernières observations du télescope spatial Hubble qui ont permis de préciser que les sursauts radio rapides observés dans des galaxies spirales se sont produits dans des régions de formation de nouvelles étoiles.

Les astronomes attendent maintenant avec impatience de nouvelles données. Car plus ils auront de sursauts radio rapides à étudier, y compris lointains, mieux ils pourront comprendre les mécanismes qui se cachent derrière. Et enfin, élucider le mystère de leur source.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-sursauts-radio-rapides-signent-ils-existence-surprenantes-etoiles-magnetiques-93238/