Les sursauts radio rapides associés à un environnement extrême
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Les sursauts radio rapides sont sans doute provoqués par un environnement extrême dans l’espace. La proximité d’un trou noir, d’une étoile à neutrons ou même des vents magnétisés d’une nébuleuse. La mesure de l’effet Faraday du sursaut rapide radio offre des pistes sur leur compréhension.
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Les astrophysiciens viennent de découvrir un nouvel indice majeur sur l’environnement qui abrite une série de signaux radio cosmiques mystérieux. Une nouvelle étude montre que la seule source connue des sursauts radio rapides (FRB) se trouve dans un environnement extrême qui est l’une des régions de l’espace les plus magnétisées jamais observées. Un tel environnement pourrait se trouver autour de trous noirs massifs, mais il pourrait aussi être provoqué par une combinaison d’autres circonstances astrophysiques extrêmes. Les nouvelles mesures pourraient offrir une piste majeure sur la cause du sursaut radio rapide.
Les résultats ont été présentés lors de la réunion de l’American Astronomical Society à Washington et publiés dans Nature. J’ai dû lire mon courriel plusieurs fois pour vraiment le digérer. Ce n’est pas possible, ça ne peut pas être vrai selon Kaspi, directrice du programme Gravity & the Extreme Universe de l’ICRA. Nous avons trouvé quelque chose qui est clairement dans un endroit extrême et l’emplacement extrême peut créer un phénomène qui est l’un des plus grands mystères astrophysiques de ces derniers temps.
Kaspi estime que c’est une avancée majeure dans la compréhension des sursauts radio rapides. Les FRB ne durent que quelques millièmes de seconde, mais ils sont beaucoup plus brillants et plus puissants que tous les sursauts radios tels que les impulsions provenant des pulsars radio qui est une forme d’étoile à neutrons. Le FRB 121102 est particulièrement inhabituel, car c’est le seul sursaut radio rapide répété connu et le premier FRB à être repéré dans le ciel.
Crédit : Brian P. Irwin / Dennis van de Water / Shutterstock.com
Même si le FRB 121102 est situé à trois milliards d’années-lumière, les chercheurs ont pu avoir un aperçu de son environnement en examinant en détail la polarisation de son émission radio. Le phénomène de l’effet Faraday décrit le comportement de la lumière polarisée lorsqu’elle traverse des substances dans un champ magnétique. En mesurant l’effet Faraday en utilisant les données de l’Observatoire d’Arecibo (Porto Rico) et du Green Bank Telescope (Virginie-Occidentale), les scientifiques ont montré que la polarisation de la lumière radio de ce FRB doit avoir traversé une zone ultra-magnétique avec du plasma. Si ce sursaut radio rapide se trouvait aux confins de notre Voie lactée, alors il perturberait les signaux radios sur Terre en saturant complètement les signaux de nos téléphones. Cela donne une idée de la puissance de cet événement.
Une hypothèse de base pour expliquer les observations est que l’environnement contient un trou noir de 10 à 100 millions de fois la taille du soleil. Le sursaut radio rapide pourrait aussi provenir d’une étoile à neutrons près d’un trou noir supermassif qui produit d’énormes champs magnétiques ou même qui émet des gaz chauds et ionisants. D’autres modèles possibles comprennent des vents ultra-magnétisés d’une nébuleuse créée par les vents d’un pulsar. Les chercheurs ont également proposé un environnement avec un résidu de supernova fortement magnétisé alimenté par une jeune étoile à neutrons.
Si vous avez un objet extrême dans un environnement extrême, alors est-ce juste une coïncidence ? Les FRB sont des explosions énormes dans les ondes radio et nous ignorons leur cause et peut-être que c’est un indice du mécanisme qui produit ces explosions. La chercheuse s’intéresse particulièrement au programme Gravity & the Extreme Universe qui étudie des objets compacts tels que les trous noirs supermassifs, dont celui de la Voie lactée.
La Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, mieux connue sous le nom de télescope CHIME, offre un autre moyen d’étudier les FRB. L’initiative dirigée par le Canada fait appel à un certain nombre de chercheurs de l’ICRA et est basée à Penticton en Colombie-Britannique. Conçues à l’origine pour le travail cosmologique, les capacités de CHIME ont été étendues pour devenir un détecteur FRB de premier plan. L’équipe de CHIME FRB espère mettre davantage l’accent sur la collecte d’informations pour mesurer l’effet Faraday, car on sait qu’il est essentiel pour comprendre les sursauts radio rapides.
Le projet Breakthrough Listen a également participé à ce projet et leur hypothèse est plus exotique. Il existe quelques astrophysiciens qui estiment que les sursauts radio rapides pourraient provenir d’une civilisation extraterrestre avancée. Mais la plupart des autres chercheurs estiment que c’est quasi impossible, mais Breakthrough Listen permet de financer d’autres heures d’observations supplémentaires pour étudier le sursaut radio rapide.
