Des astronomes ont détecté 8 nouveaux sursauts rapides répétitifs provenant de l’espace profond

L’un des plus grands mystères de l’Univers est de s’approcher des réponses. Huit nouveaux signaux radio répétitifs étonnants, connus sous le nom de sursauts radio rapides (FRB en anglais), ont été détectés en provenance de l’espace profond.

Début 2019, un seul de ces signaux mystérieux, le FRB 121102, était connu pour avoir clignoté de façon répétée. En janvier, des scientifiques ont signalé une deuxième répétition (FRB 180814).

Des astronomes ont détecté 8 nouveaux sursauts rapides répétitifs provenant de l’espace profond

Ce nouvel article – disponible sur arXiv, et accepté dans The Astrophysical Journal Letters – décrit huit nouveaux signaux répétitifs détectés par le radiotélescope CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment).

Cela porte à 10 le nombre total connu de FRB répétitifs. Cela signifie que nous commençons à constituer une base de données statistiques sur les répéteurs, ce qui pourrait aider les astronomes à déterminer ce que sont réellement ces signaux.

Les salves radio rapides sont certainement déconcertantes. Ils sont détectés comme des pics dans les données radio, qui ne durent que quelques millisecondes. Mais, pendant ce temps, ils peuvent décharger plus d’énergie que 500 millions de soleils.

La plupart des BDDF ne sont détectés qu’une seule fois et ne peuvent être prédits, donc il est vraiment difficile de les retracer jusqu’à leur source (bien que, comme nous l’avons démontré plus tôt cette année pour la première fois, ce ne soit pas impossible).

C’est pourquoi les répéteurs sont si importants. Et le fait qu’ils ne soient pas aussi rares que nous le pensions signifie qu’il serait possible de remonter jusqu’à leurs galaxies d’origine et de déterminer de quels types d’environnements ils proviennent.

Nous pouvons aussi commencer à chercher des similitudes et des différences entre les BDDF qui se répètent.

« Il y a certainement une différence entre les sources, certaines étant plus prolifiques que d’autres », a déclaré à ScienceAlert le physicien Ziggy Pleunis de l’Université McGill.

« Nous savions déjà grâce au FRB 121102 que les sursaut speuvent être très groupés : parfois la source n’éclate pas pendant des heures et des heures et puis soudain vous obtenez plusieurs rafales en un court laps de temps. Nous avons observé la même chose pour FRB 180916.J0158+65, pour lequel nous rapportons dix rafales dans ce document. »

De l’autre côté de l’échelle, six des FRB (sursauts radio rapides) rapportés dans le journal n’ont été répétés qu’une seule fois, et la pause la plus longue entre les signaux était de plus de 20 heures. Le huitième (FRB 181119) s’est répété deux fois après la détection initiale, avec un total de trois pings.

Nous ne savons pas encore ce que cela signifie, mais cela pourrait indiquer – comme l’a émis l’astrophysicien Vikram Ravi, de Harvard-Smithsonian, dans un article publié le mois dernier – que tous les FRB sont en fait des répéteurs, mais certains sont beaucoup plus actifs que d’autres.

« Tout comme certains volcans sont plus actifs que d’autres, et on peut penser qu’un volcan est en sommeil parce qu’il n’est pas entré en éruption depuis longtemps », a noté M. Pleunis.

Mais il y a aussi des similitudes entre les FRB. Les rafales individuelles des répéteurs semblent durer un peu plus longtemps que les sursauts des FRB ponctuels. C’est assez intéressant.

Il y a aussi la dérive de fréquence. Les deux premiers répéteurs – FRB 121102 et FRB 180814 – ont montré une dérive vers le bas en fréquence, chaque salve étant successivement plus basse. Pensez à un triste effet sonore de trombone.

La plupart des huit nouveaux répéteurs ont également démontré cette dérive de fréquence vers le bas. Cela pourrait être un indice de ce qui produit les signaux.

« Je pense juste que c’est tellement incroyable que la nature produise quelque chose de la sorte, » a dit Pleunis. « Aussi, je pense qu’il y a des informations très importantes dans cette structure que nous devons juste trouver comment encoder et ça a été très amusant d’essayer de comprendre ce que c’est exactement. »

CHIME est optimisé pour la surveillance d’une très large bande du ciel, sur une gamme de fréquences plus basse que les radiotélescopes comme ASKAP ou l’Observatoire Parkes en Australie, qui ont également détecté des FRB.

Jusqu’à présent, l’approche de CHIME s’est avérée remarquablement efficace pour la détection. En plus de ces répéteurs et du répéteur annoncé en janvier, CHIME a également détecté un certain nombre de rafales ponctuelles. Il n’est pas optimisé pour retracer ces détections jusqu’à une source, cependant.

C’est là qu’intervient la communauté scientifique au sens large. Aujourd’hui même, une autre équipe de chercheurs, dont Ravi, a annoncé qu’elle avait fait des progrès en localisant les huit nouveaux répéteurs dans des galaxies connues, en se basant uniquement sur la direction dans laquelle les signaux provenaient.

Nous pouvons même dire à peu près à quelle distance les sursauts ont pu prendre naissance en fonction de la dispersion du signal – plus ces mesures sont élevées, plus la distance est grande.

En fait, c’est là que ça devient intrigant, parce que l’un des signaux, FRB 180916, a la dispersion la plus faible jamais vue, indiquant qu’il pourrait être à proximité.

« Même avec les plus grands télescopes, s’ils sont plus près de vous, vous aurez toujours une meilleure vue que s’ils sont plus loin », a déclaré à ScienceAlert Keith Bannister, astronome du CSIRO, l’agence scientifique nationale australienne qui n’a pas participé aux recherches.

« Cette mesure particulière de faible dispersion était super excitante, parce qu’il y a de fortes chances que ce soit à proximité. Et ça veut dire qu’elle sera plus facile à observer, une fois qu’on saura exactement où elle se trouve dans le ciel. »

La polarisation des signaux (à quel point le signal est déformé) est également instructive. Si le signal est vraiment torsadé vers le haut, cela signifie qu’il provient d’un environnement magnétique extrême, comme on peut le trouver autour d’un trou noir ou d’une étoile à neutrons. Voilà à quoi ressemblait le signal du FRB 121102.

Mais l’équipe a pu mesurer la polarisation d’un des nouveaux signaux, le FRB 180916, et elle était vraiment faible. Cela nous indique que les FRB répétitifs ne proviennent pas tous d’environnements extrêmes.

Nous ne savons pas encore ce que cela signifie. Nous ne savons pas s’il existe plusieurs classes différentes d’objets ou d’événements produisant ces signaux. Nous ne savons pas s’ils se répètent tous, ni pourquoi. Mais ces résultats nous rapprochent de manière irrésistible d’avoir enfin quelques réponses.

« Je pense (et j’espère !) que le document incitera d’autres astronomes à pointer leurs télescopes vers ces sources nouvellement découvertes », a déclaré M. Pleunis.

« Ensuite, il y a beaucoup d’informations avec lesquelles les maquettistes peuvent travailler. Je pense que cela les aidera à comprendre ce qui produit des FRB répétitifs. »

« Aussi, je pense que nos résultats influenceront la stratégie de recherche des autres équipes qui essaient de découvrir des FRB répétitifs. »

La recherche a été approuvée par The Astrophysical Journal et est disponible sur arXiv.

Source: Science Alert, le 14 août 2019 – Traduction par Nouvelordremondial