Un signal radio spatial étrange suivi pour la première fois jusqu’à sa source

Par Leah Crane

Équipe de conception graphique de l’Université McGill

Pour la première fois, nous avons suivi une étrange explosion d’ondes radio – appelée rafale radio rapide – jusqu’à sa source, résolvant un mystère cosmique majeur. Le sursaut provient d’un magnétar, qui est une étoile à neutrons avec un fort champ magnétique.

Les sursauts radio rapides, ou FRB, sont des éclairs incroyablement puissants d’ondes radio qui proviennent principalement de galaxies lointaines. Depuis la découverte du premier en 2007, de nombreuses explications ont été avancées. Cependant, parce qu’ils ont tendance à venir de si loin, il n’y a jamais eu assez de preuves pour déterminer ce qui les fabriquait exactement. Certaines FRB ont été retracées jusqu’à leurs galaxies hôtes, mais leur source n’a pas été identifiée.

En avril, les astronomes ont découvert pour la première fois un FRB provenant de notre propre galaxie, ce qui leur a permis d’y regarder de plus près. Plusieurs équipes de chercheurs ont examiné la zone où il est apparu et ont constaté que la rafale provenait d’un magnétar appelé SGR 1935 + 2154. Bien que les magnétars aient été un concurrent privilégié pour expliquer les FRB, c’est la première preuve qu’ils peuvent produire des ondes radio à des énergies suffisamment élevées pour tenir compte des signaux.

Cette rafale, connue sous le nom de FRB 200428, est à environ 30 000 années-lumière de nous, alors que les autres que nous avons détectées étaient à des millions à des milliards d’années-lumière. ”Cela comble le fossé entre l’activité dans notre propre galaxie et ces événements étranges de nombreuses années-lumière », explique Brian Metzger de l’Université Columbia de New York, qui n’a pas participé à ce travail.

La proximité de cette rafale la rendait extrêmement brillante. « Il est beaucoup plus lumineux que tout autre objet radio dans l’espace, par une large marge”, explique Bing Zhang de l’Université du Nevada à Las Vegas, l’un des chercheurs qui ont aidé à connecter le FRB à sa source magnétaire.

Le sursaut avait une énergie environ trois fois supérieure à celle émise chaque seconde par le soleil, et était beaucoup plus lumineux que toutes les ondes radio jamais observées à partir d’un magnétar auparavant, bien qu’il n’ait pas libéré autant d’énergie que les FRB en dehors de notre galaxie.

Cela peut signifier que les autres FRB que nous avons vus sont produits par des magnétars plus actifs qui peuvent émettre des explosions plus puissantes. ”Si tous les FRB sont produits par des magnétars, ils ne peuvent pas tous être lents, de vieux magnétars comme celui-ci », explique Zhang. « Certains doivent être jeunes, ce qui signifie des décennies ou des siècles au lieu de milliers d’années ou de dizaines de milliers. »

Cependant, il est également possible que tous les FRB ne proviennent pas de magnétars. ”Lorsque nous parlons de FRB, nous le disons comme si c’était un objet, mais ce ne sont pas des objets, ce sont des éclats, et je pense que nous pourrons voir ces éclats provenant de toute une série d’autres types d’objets au-delà des seuls magnétars », explique Amanda Weltman de l’Université du Cap en Afrique du Sud.

Il y a eu des indices qu’il existe différents types de FRB: certains semblent répéter, éclatant encore et encore, tandis que d’autres ne peuvent clignoter qu’une seule fois. De plus, les quelques FRB qui ont été retracées à leurs galaxies hôtes semblent résider dans une variété d’environnements.

Cette rafale unique ne nous permettra pas de répondre à la question de savoir s’il existe de nombreux types d’objets qui fabriquent des FRB, mais cela peut nous aider à comprendre le contenu d’un type. « Même si ceux-ci proviennent tous de magnétars, il existe de multiples façons différentes qu’un magnétar puisse produire ce rayonnement et nous espérons que cela nous aidera à commencer à arbitrer entre eux”, explique Metzger.

Les astronomes surveilleront les autres magnétars connus de notre galaxie pour d’autres éruptions, explique Weltman. ”Pour voir une rafale rapide comme celle–ci, il faut que votre télescope regarde dans la bonne direction au bon moment – il n’y a pas de fin de chance », dit-elle. « Ce n’est que le tout, tout début pour la science FRB. Je pense qu’il y aura des dizaines de milliers de galaxies observées dans différentes galaxies d’ici quelques années. »

Une fois que nous aurons un plus grand échantillon de FRB et une meilleure prise sur toute l’étendue de leur comportement, il deviendra beaucoup plus facile de déterminer ce qui les crée tous et comment. Cette découverte ne résout qu’une partie du mystère FRB, mais c’est un signe que nous pourrons peut-être bientôt assembler le reste du puzzle.