Une salve énergétique de signaux radio pourrait ouvrir la voie à une toute nouvelle catégorie de sources de signaux spatiaux
Aussi mystérieux que soient les sursauts radio rapides (FRB pour fast radio burst), ils sont désormais si courants qu’ils risquent de devenir banals. Mais un signal récemment découvert accentue le mystère par quelques bizarreries : il provient d’une région inattendue de l’espace et ses impulsions sont environ un million de fois plus courtes que la plupart des autres, ce qui pourrait indiquer que de nombreux autres signaux de ce type passent inaperçus.
Image d’entête : représentation artistique d’un sursaut radio rapide provenant d’un amas globulaire de la galaxie Messier 81. (Daniëlle Futselaar/ ASTRON)
Les sursauts radio rapides portent bien leur nom : il s’agit de salves énergétiques de signaux radio provenant des profondeurs de l’espace et qui ne durent que quelques millisecondes. Des milliers de FRB ont été détectés depuis qu’ils ont été identifiés pour la première fois en 2007, certains étant des événements ponctuels et d’autres se répétant soit de manière aléatoire, soit selon un rythme prévisible. Bien que leurs origines ne soient toujours pas claires, chaque nouvelle détection ajoute de nouveaux indices et cette dernière découverte en apporte beaucoup.
En janvier 2020, un signal répétitif a été détecté dans la constellation de la Grande Ourse. Pour cette nouvelle étude, les astronomes ont étudié sa source à l’aide de 12 antennes paraboliques du réseau d’observation EVN. Ils ont pu suivre le FRB jusqu’aux bords de la galaxie spirale M81, située à environ 12 millions d’années-lumière de la Terre. Cela peut sembler très éloigné, mais il s’agit d’un jet de pierre cosmique comparé aux millions ou aux milliards d’années-lumière que la plupart des FRB parcourent pour nous parvenir.
Dans cette galaxie, le signal provenait d’un amas globulaire, un groupe dense de vieilles étoiles, ce qui est surprenant, car la plupart des FRB ont été détectés dans des zones où les étoiles sont beaucoup plus jeunes. Le principal suspect de ce qui se cache derrière les FRB est un type d’étoile connu sous le nom de magnétar, un petit noyau dense et fortement magnétisé qui subsiste après l’explosion d’une étoile massive en supernova. Mais ces magnétars devraient être très rares dans les amas globulaires.
Selon Franz Kirsten, de l’École polytechnique Chalmers (Suède) et coauteur principal de l’étude :
Des choses étranges se produisent au cours des quelques milliards d’années d’existence d’un amas globulaire. Nous soupçonnons que nous sommes en présence d’une étoile ayant une histoire inhabituelle.
Il ne s’agirait pas d’un magnétar ordinaire, l’équipe émet l’hypothèse que l’objet en question était autrefois une naine blanche, dans un système binaire (à deux étoiles). En tournant autour de sa partenaire, elle a commencé à aspirer la matière de l’autre étoile, jusqu’à ce qu’elle prenne trop de masse et s’effondre en magnétar. Bien que ce scénario soit rare, l’équipe affirme que c’est le moyen le plus facile de produire des sursauts radio rapides dans un amas globulaire. Fait intriguant, il pourrait s’agir de la première preuve d’un magnétar né d’une naine blanche, ce qui n’a été décrit que théoriquement jusqu’à présent.
En regardant de plus près, l’équipe a trouvé d’autres bizarreries dans les signaux. Alors que la plupart des signaux radioélectriques durent quelques millisecondes, certains d’entre eux n’ont duré que quelques dizaines de nanosecondes, soit un million de fois moins. Cela suggère que l’objet qui se trouve derrière eux est absolument minuscule, peut-être seulement quelques dizaines de mètres de large, alors que la distance habituelle est d’environ 10 km.
Selon les chercheurs, cela pourrait indiquer qu’il existe une tout autre catégorie de FRB ultrarapides, que les instruments actuels ne détectent pas.
Les recherches ont été publiées dans deux étude : l’une, consacrée à l’emplacement de la source dans un amas globulaire, a été publié dans la revue Nature : A repeating fast radio burst source in a globular cluster, tandis que l’autre, consacrée aux impulsions ultrarapides, est parue dans Nature Astronomy : Burst timescales and luminosities as links between young pulsars and fast radio bursts. Présentées sur le site de l’Institut Max Planck : Cosmic radio flashes in an unusual location.
