Au cours des dernières semaines, les astronomes ont surveillé d’étranges émissions à haute énergie du cadavre d’une étoile morte depuis quelque 30 000 années-lumière. Dans les émissions, ils ont trouvé quelque chose de surprenant: une puissante explosion d’ondes radio qui n’a duré que quelques millisecondes. L’explosion était, en fait, l’explosion la plus brillante jamais vue de cette étoile ou de son genre – des étoiles à neutrons extrêmement magnétiques connues sous le nom de magnétars.

L’éruption d’ondes radio, bien que originaire de notre propre galaxie, est remarquablement similaire à une rafale radio rapide (FRB) – des flashes radio intensifs et brillants lancés par des objets non encore identifiés qui, jusqu’à présent, n’avaient été observés que provenant d’autres galaxies. Bien qu’elle puisse soulever autant de questions qu’elle y répond, cette dernière observation pourrait résoudre au moins une énigme entourant l’origine cosmique des FRB.

«Sans abuser du mot« percée », c’est vraiment une percée», déclare Jason Hessels de l’Institut néerlandais de radioastronomie et de l’Université d’Amsterdam. «Cela ne vous mène pas tout à fait là-bas, mais cela vous permet de franchir une étape énorme» vers la résolution du cas des FRB.

Au moins deux observatoires radio ont repéré la récente rafale radio fin avril. Les équipes ont retracé les ondes radio jusqu’à une étoile à neutrons hautement magnétique – le reste d’une étoile qui était peut-être 40 ou 50 fois plus massive que le soleil – appelée SGR 1935 + 2154. Situé profondément dans le disque de la Voie lactée, le corps céleste dense et mort avait propulsé un rayonnement de haute énergie dans le cosmos pendant une semaine environ, comme le sait une classe rare d’objets appelés répéteurs gamma doux.

C’est la première fois que quelqu’un voit une flambée d’ondes radio à côté d’un tel barrage de rayons gamma. Et en raison de l’énorme luminosité et de la courte durée de l’éclatement de la radio, certains astronomes pensent maintenant qu’il s’agit d’un excellent modèle local pour les FRB qui proviennent de milliards d’années-lumière.

Malgré tout, rendre ce lien ténu plus définitif nécessite une évaluation sobre de la façon dont cette source est différente des FRB observés précédemment, explique Emily Petroff de l’Université d’Amsterdam. “Comme toujours avec les FRB, vous devez vous assurer de ne pas manquer la forêt pour les arbres. Nous pouvons vraiment nous accrocher à une source typique. Mais nous avons déjà vu tant de fois – encore et encore au cours des cinq dernières années – ce n’est pas toujours vrai. “

Les FRB sont parmi les mystères les plus tenaces de l’univers depuis plus d’une décennie. Voyant à la vitesse de la lumière, ces ondes radio se propagent généralement sur Terre après avoir traversé le cosmos pendant des milliards d’années, ce qui suggère que tout moteur céleste qui les soulève dans l’espace doit être extrêmement puissant. Tous les sursauts observés jusqu’à présent proviennent de galaxies lointaines. Au fil des ans, les astronomes ont amassé des dizaines d’origines hypothétiques pour le phénomène. Parmi eux, des trous noirs qui s’évaporent, des étoiles qui meurent explosivement, des objets en collision massifs et – peut-être moins sérieusement – les transmissions technobabbles d’extraterrestres intelligents et bavards.

À mesure que les observations s’accumulent, les hypothèses se sont améliorées. Les astronomes ont vu des rafales qui se sont répétées, prouvant que quelle que soit leur source, la production d’un seul FRB ne provoquerait pas son auto-destruction. Les équipes ont commencé à attraper des rafales en temps réel, pointant plusieurs télescopes pour regarder des endroits du ciel d’où l’un était originaire. Il ne fallut pas longtemps pour que plusieurs d’entre eux aient été retrouvés dans leur galaxie hôte. Mais même si les astronomes avaient collecté des données sur des centaines de rafales au début de 2020, leurs origines sont restées fondamentalement obscurcies.

“Chaque fois que nous en trouvons un nouveau, c’est différent”, explique Petroff. «Je souhaite que chaque fois que nous en trouvions un nouveau, cela confirme tout ce que nous avons appris de tous les autres, mais ce n’est jamais comme ça! Il y a tellement de variété; il nous garde sur nos orteils. “

Les astronomes ont d’abord repéré la nouvelle rafale à l’aide du radiotélescope CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) de chasse aux FRB, un instrument du sud-ouest du Canada qui ressemble à quatre half-pipes de planche à roulettes enchaînés. Depuis qu’il a complètement ouvert les yeux fin 2018, CHIME a repéré des centaines de FRB. Celui-ci est apparu à la périphérie de la vision du télescope dans le ciel mais était si puissant qu’il était encore facilement visible.

«Il s’agit d’une émission radio extrêmement brillante provenant d’un magnétar», explique Paul Scholz de l’Université de Toronto, qui a rapporté l’éclatement de l’équipe CHIME sur le site d’observations astronomiques en temps réel Astronomer’s Telegram. «Est-ce le lien entre les magnétars et les FRB? Ça pourrait être.”

Après avoir vu cette notification, les astronomes basés au California Institute of Technology ont effectué une analyse précoce de leurs propres données à partir de la période où l’éclatement s’est déclenché. Rassemblées par trois antennes radio en Californie et en Utah dans le cadre du projet STARE2 (Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2), l’équipe de Caltech a spécifiquement conçu des observations pour détecter les rafales radio rapides provenant de l’intérieur de la Voie lactée.

Contrairement à CHIME, STARE2 a saisi l’événement de front, permettant aux chercheurs de calculer rapidement la luminosité de la rafale. Selon leurs estimations, si cela s’était produit à la distance de l’extragalactique connue la plus proche FRB – ou à environ 500 millions d’années-lumière de distance – aurait encore été facilement détectable depuis la Terre. (À titre de comparaison, la galaxie la plus proche de la nôtre, Andromeda, est à seulement 2,5 millions d’années-lumière. Et le groupe de galaxies Vierge, l’amas le plus proche du nôtre, est à environ 53 millions d’années-lumière.) À Shrinivas Kulkarni de Caltech , la luminosité de la rafale et sa durée en millisecondes en font un lien concluant avec les FRB.

Sur la base de ces observations, «une origine plausible des rafales radio rapides est les magnétars actifs dans d’autres galaxies», explique Kulkarni, qui est le chercheur principal du projet STARE2. «Si nous attendons assez longtemps, peut-être [magnetar] aura [an even brighter] éclater.”

Une troisième observation, faite par une équipe utilisant l’observatoire orbital INTEGRAL (Laboratoire international d’astrophysique des rayons gamma) de l’Agence spatiale européenne, a épinglé le sursaut radio sur le magnétar en le reliant à une explosion simultanée de rayons X du même objet. Et le radiotélescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST) de la Chine a depuis détecté une autre rafale radio de SGR 1935 + 2154 qui pointe également vers le magnétar comme source de ces explosions. «Je parierais un an de salaire sur cette localisation», déclare Kulkarni.

Depuis plusieurs années, plusieurs sources de données se sont fusionnées pour signaler les magnétars comme coupables des FRB. Ces étoiles à neutrons tournent extrêmement rapidement et possèdent d’immenses champs magnétiques, une combinaison qui peut créer d’énormes éruptions de rayonnement. Et les scientifiques ont observé certains FRB qui ont une polarisation forte et «tordue»: cet arrangement suggère qu’ils sont originaires des environs ou ont traversé un environnement intensément magnétique, comme ceux qui entourent ces cadavres stellaires.

Mais l’image complète n’avait pas encore été révélée. “Le contre-argument pendant longtemps était:” Ouais, mais nous n’avons jamais vu de magnétars dans notre propre galaxie faire quelque chose d’aussi proche que brillant “”, explique Hessels. “” Alors, est-il logique que les magnétars des autres galaxies fassent cela? “”

Maintenant, avec cette nouvelle découverte en main, les astronomes examinent de plus près la connexion entre les FRB et les magnétars. “Je ne dirais pas que cela scelle l’accord et est le chaînon manquant ou quelque chose comme ça. Cela nous rapproche un peu plus de la recherche d’un lien entre les choses dans notre propre galaxie et ce qui cause les FRB », explique Petroff.

Les astronomes notent que bien que cette rafale soit plus brillante que tout ce que l’on voit encore venir d’un magnétar, elle est encore moins puissante que la plupart des FRB observés de plusieurs ordres de grandeur. Il n’est pas surprenant que les chercheurs aient pu attraper un éclat plus faible en premier. De telles rafales sont susceptibles d’être plus nombreuses que des éclats extrêmement brillants, tout comme les tremblements de terre plus faibles se produisent plus fréquemment que les plus gros. Des fusées éclairantes stellaires plus fortes peuvent également produire des rafales radio plus fortes. Certains magnétars produisent des éruptions si gargantuesques qu’ils altèrent l’ionosphère de la Terre sur de vastes distances interstellaires, bien que ces éruptions superpuissantes soient incroyablement rares. “J’adorerais savoir”, dit Hessels, “si nous devions attraper l’une de ces fusées géantes, verrions-nous un éclat encore plus lumineux qui est facilement comparable à un FRB?”

Une autre question persistante est de savoir si les FRB peuvent provenir de différentes sources. La plupart de ceux observés à ce jour ont été des événements uniques, mais plus d’une douzaine d’entre eux sont maintenant connus pour provenir à plusieurs reprises de leurs sources mystérieuses. Le FRB répétitif le plus proche, situé à environ un demi-milliard d’années-lumière et connu sous le nom de R3, éclate tous les 16 jours. Les scientifiques soupçonnent que l’activité périodique de R3 est liée à un autre objet enfermé dans son étreinte gravitationnelle. Mais le magnétar SGR 1935 + 2154 ne semble pas avoir de tels compagnons orbitaux.

«J’espère qu’il n’y a pas qu’un seul type de FRB», déclare Hessels. «J’espère qu’en grattant plus profondément, nous découvrirons plusieurs choses en même temps.»

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Source: https://www.breakingnews.fr/international/les-ondes-radio-de-letoile-magnetique-pourraient-resoudre-le-mystere-des-eclats-de-radio-rapides-481058.html

World news – FR – Les ondes radio de «l’étoile magnétique» pourraient résoudre le mystère des éclats de radio rapides

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