Les scientifiques découvrent la source la plus proche de sursauts radio rapides vers la Terre

Les Scientifiques Découvrent La Source La Plus Proche De Sursauts

Une étude publiée dans la revue scientifique nature mercredi (23) décrit la découverte de la source la plus proche d’éclairs mystérieux dans le ciel connus sous le nom de sursauts radio rapides. Des radiotélescopes de précision ont révélé que ces explosions se produisent entre des étoiles anciennes, et d’une manière que personne n’aurait pu imaginer. Ce qui a également surpris les astronomes, c’est que la source des éclairs, dans la galaxie spirale Messier 81, est la plus proche de la Terre jamais détectée.

Rafales radio rapides (FRB) Rafales radio rapides) – des éclairs de lumière extrêmement courts dans l’espace – sont imprévisibles. Et les astronomes ont du mal à comprendre ce phénomène depuis qu’il a été observé pour la première fois en 2007. Jusqu’à présent, il n’était détecté que par des radiotélescopes.

Les scientifiques decouvrent la source la plus proche de sursauts
La découverte a été rendue possible grâce à l’utilisation de dizaines de radiotélescopes répartis dans plusieurs pays du monde. Image : Vchal –

Chaque flash ne dure que quelques millisecondes. Cependant, un seul de ces flashs envoie autant d’énergie que le Soleil en fournit en une journée. Plusieurs centaines d’éclairs sont tirés chaque jour dans l’espace. La plupart d’entre eux, loin de la Terre, dans des galaxies à des milliards d’années-lumière.

L’équipe enquêtait sur la galaxie Ursa Major

Une équipe internationale d’astronomes dirigée par Franz Kirsten de l’Université technique de Chalmers en Suède et Kenzie Nimmo de l’Université d’Amsterdam aux Pays-Bas présente des observations qui rapprochent les scientifiques de la résolution du mystère. Et, en même temps, ils soulèvent de nouveaux doutes.

Kirsten et Nimmo, qui sont également membres de l’Institut néerlandais de radioastronomie (ASTRON), prenaient des mesures de haute précision d’une source de sursauts radio rapides découverte en janvier 2020 dans la constellation de la Grande Ourse.

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Située dans la constellation de la Grande Ourse, la galaxie Messier 81, facilement visible à travers des jumelles ou un petit télescope, a été identifiée comme la source la plus proche de sursauts radio rapides, à 12 millions d’années-lumière de la Terre. Image : NASA/JPL-Caltech

« Nous voulions rechercher des indices sur les origines des explosions. En utilisant plusieurs radiotélescopes ensemble, nous savions que nous pouvions localiser la source dans le ciel avec une extrême précision. Cela vous donne l’opportunité de voir à quoi ressemble le voisinage d’un sursaut radio rapide », explique Kirsten.

En analysant leurs mesures, l’équipe de plus de 60 astronomes a découvert que les flashs radio répétés provenaient d’un endroit auquel personne ne s’attendait. Les sursauts ont été localisés à la périphérie de la galaxie spirale Messier 81 (M 81), à environ 12 millions d’années-lumière, ce qui en fait la détection la plus proche d’une source de sursauts radio rapides.

La source de sursauts radio rapides a apporté plus de surprises

Cependant, ce n’était pas la seule surprise des chercheurs. Le site correspondait exactement à un groupe dense d’étoiles très anciennes connu sous le nom d’amas globulaire. « C’est incroyable de trouver des sursauts radio rapides à partir d’un amas globulaire ! C’est un endroit dans l’espace où l’on ne trouve que des étoiles anciennes. Plus loin dans l’univers, des sursauts radio rapides ont été trouvés dans des endroits où les étoiles sont beaucoup plus jeunes », a révélé Nimmo.

« Bien que la similitude de l’explosion avec l’émission de certains pulsars dans notre galaxie nous place dans un endroit connu, les progéniteurs de FRB peuvent être assez divers. Cela motive certainement la localisation et la caractérisation de davantage de sursauts radio », ajoute Ramesh Karuppusamy de l’Institut Max Planck de radioastronomie (MPIfR) en Allemagne, co-auteur de l’article.

De nombreux sursauts radio rapides ont été trouvés entourés de jeunes étoiles massives, beaucoup plus grandes que le Soleil. Dans ces endroits, les explosions stellaires sont courantes et laissent derrière elles des restes hautement magnétisés.

Les scientifiques en sont donc venus à croire que des sursauts radio rapides pouvaient être créés dans des objets connus sous le nom de magnétars, qui sont des restes extrêmement denses d’étoiles explosées. Et ce sont les aimants les plus puissants connus dans l’univers.

« On s’attend à ce que les magnétars soient brillants et nouveaux, et certainement pas entourés de vieilles étoiles. Donc, si ce que nous regardons ici est bien un magnétar, alors il n’a pas pu être formé à partir d’une jeune étoile qui explose. Il doit y avoir un autre moyen », déclare Jason Hessels, de l’Université d’Amsterdam et également chercheur à ASTRON.

Pour les scientifiques, la source des flashs radio est donc un magnétar qui s’est formé lorsqu’une naine blanche est devenue suffisamment massive pour s’effondrer sous son propre poids.

Au fil du temps, les étoiles ordinaires comme le Soleil vieillissent en petits objets brillants appelés naines blanches. De nombreuses étoiles de l’amas vivent ensemble dans des systèmes binaires. Parmi les dizaines de milliers d’étoiles de l’amas, certaines sont suffisamment proches pour qu’une étoile recueille du matériel de l’autre. « Cela pourrait conduire à un scénario connu sous le nom d’effondrement induit par l’accrétion », explique Kirsten.

« Si l’une des naines blanches peut capter suffisamment de masse supplémentaire de son compagnon, elle peut devenir une étoile encore plus dense, connue sous le nom d’étoile à neutrons. C’est un événement rare, mais dans un ancien amas d’étoiles, c’est le moyen le plus simple de faire des sursauts radio rapides », explique Mohit Bhardwaj, membre de l’équipe de l’Université McGill au Canada.

Comme si cela ne suffisait pas, les astronomes ont trouvé une troisième surprise : certains des éclairs étaient encore plus courts que prévu, ce qui a éveillé les soupçons. « Les flashs scintillaient avec éclat en quelques dizaines de nanosecondes. Cela nous indique qu’ils doivent provenir d’un petit volume dans l’espace, plus petit qu’un terrain de football et peut-être seulement des dizaines de mètres de diamètre », explique Nimmo.

De nouvelles observations pourraient apporter plus de détails sur le phénomène.

Des signaux de foudre rapides ont été observés depuis l’une des étoiles à neutrons les plus célèbres jamais découvertes, le Crab Pulsar. Il s’agit d’un petit vestige dense d’une explosion de supernova qui a été vue de la Terre en 1054, dans la constellation du Taureau.

« Certains des signaux que nous avons mesurés sont courts et extrêmement puissants, tout comme certains des signaux Crab Pulsar. Cela suggère que nous voyons effectivement un magnétar, mais dans un endroit où des magnétars n’ont jamais été trouvés auparavant », explique Kenzie Nimmo.

Les futures observations pourront dire si la source est vraiment un magnétar inhabituel, ou autre chose, comme un trou noir ou une étoile dense en orbite proche. « Ces sursauts radio rapides semblent nous donner un nouvel aperçu inattendu de la façon dont les étoiles vivent et meurent. Si c’est vrai, elles pourraient, comme les supernovas, avoir des choses à nous dire sur les étoiles et leur vie à travers l’univers », explique Kirsten.

Pour étudier la source avec la résolution et la sensibilité les plus élevées possibles, les scientifiques ont combiné les mesures des télescopes du réseau européen VLBI (EVN) et comparé les données de 12 antennes paraboliques réparties en Suède, en Lettonie, aux Pays-Bas, en Russie, en Allemagne, en Pologne et en Italie. et la Chine. Les mesures EVN ont été complétées par des données de plusieurs autres télescopes, dont le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) au Nouveau-Mexique, aux États-Unis.

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