Retour sur le puissant et mystérieux signal venu de l’espace se répétant sur un cycle de 16 jours

Alors que des sursauts radio rapides, de mystérieux flashs courts et intenses d’ondes radio, ont déjà été détectés dans les profondeurs de l’espace, un sursaut récemment découvert par le Massachusetts Institute of Technology (MIT) est le premier à produire un modèle cyclique/ répétitif.

Les sursauts radio rapides (FRB pour Fast Radio Burst) sont des éruptions de rayonnement extrêmement énergiques dans le spectre radioélectrique qui ne durent que quelques millisecondes au maximum. Pendant ce laps de temps, elles peuvent décharger autant de puissance que des centaines de millions de soleils.

Le Guru vous a déjà présenté cette découverte en février 2020, mais l’étude n’avait pas été encore acceptée pour sa publication. C’est chose faite (lien plus bas), et vous permettrez au Guru, tel un FRB, de se répéter…

Depuis leur première détection en 2007, les FRB ont captivé l’attention des astronomes et du public en raison de leurs mystérieuses origines. Aujourd’hui, une équipe d’astronomes, dirigée par le MIT, a publié des résultats sur un nouveau type de FRB encore plus étrange. Elle s’appuie sur les recherches de la collaboration CHIME/FRB, un groupe de plus de 50 scientifiques pour la plupart canadien qui exploite et analyse les données de “l’Expérience canadienne de cartographie de l’intensité de l’hydrogène”, ou CHIME pour Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, un radiotélescope en Colombie-Britannique qui a été le premier à capter les signaux de la nouvelle source périodique de FRB.

Le CHIME, un radiotélescope dans la vallée de l’Okanagan, en Colombie-Britannique qui a permis de capter le signal extragalactique. (CHIME/ Université de Toronto)

Dans son étude (lien plus bas), l’équipe explique qu’elle a relevé un curieux rythme répétitif de FRB émanant d’une source inconnue située à environ 500m d’années-lumière. Depuis 2007, plus de 100 FRB ont été détectés. Ils se révèlent généralement comme étant des événements ponctuels, scintillant brièvement pendant un instant.

Dans certains cas, on a observé que les FRB étaient émis par la même source, mais ils ne semblent pas présenter de tendance discernable. Cette nouvelle source, référencée FRB 180916.J0158+65, est la première à présenter un modèle prévisible et rythmique. Elle commence par une période bruyante de quatre jours pendant laquelle les FRB sont détectées, suivie de 12 jours de silence.

Ce cycle de 16 jours est apparu de façon constante sur une période de 500 jours d’observations. Selon Kiyoshi Masui, professeur adjoint de physique au MIT, il s’agit d’un phénomène totalement nouveau en astrophysique :

C’est le modèle le plus définitif que nous ayons vu d’une de ces sources. Et c’est un indice important que nous pouvons utiliser pour commencer à traquer la physique de ce qui provoque ces sursauts lumineux, que personne ne comprend vraiment.

L’équipe de recherche a posé un certain nombre de raisons possibles permettant de comprendre ce qui se passe. Il est possible que les sursauts proviennent d’un seul objet compact, comme une étoile à neutrons, qui tourne et oscille.

Représentation d’une étoile à neutrons, encore appelée pulsar, en rotation rapide. (NASA Goddard)

Une autre possibilité est qu’il s’agisse d’un système binaire, comme une étoile à neutrons en orbite autour d’une autre étoile à neutrons ou d’un trou noir. Si la première étoile émet des ondes radio et se trouve sur une orbite excentrée qui la rapproche d’un deuxième objet, les forces de marée entre elles pourraient provoquer la déformation et l’éclatement du premier objet. Après s’être éloigné, ce schéma se répétera lorsque l’étoile reviendra au même point de son orbite.

Une troisième possibilité pourrait impliquer une source d’émission radio qui encerclerait une étoile centrale. Si l’étoile émet un vent (stellaire), ou un nuage de gaz, alors chaque fois que la source passe à travers le nuage, le gaz de ce dernier pourrait périodiquement amplifier les émissions radio de la source.

Enfin, l’équipe de recherche a proposé que les FRB répétitives puissent provenir de magnétars, un étrange type d’étoile à neutrons dont on pense qu’elle possède un champ magnétique extrêmement puissant.

Représentation artistique d’un magnétar, l’une des sources possibles des sursauts radio rapides. (ESO/ L. Calçada)

Selon Masui :

Des personnes ont travaillé sur la façon de permettre à ces magnétars d’émettre des FRB, et cette périodicité que nous avons observée a depuis été intégrée dans ces modèles pour comprendre comment tout cela s’assemble.

L’étude publiée dans Nature : Periodic activity from a fast radio burst source et présentée sur le site du MIT : Astronomers detect regular rhythm of radio waves, with origins unknown.