De nouvelles données révèlent les secrets “d’étranges cercles radio” d’un million d’années-lumière
Telle une méduse voilée, vert-bleu, pulsant dans le vaste océan cosmique, cette image est la plus belle acquise à ce jour d’un mystérieux phénomène spatial connu sous le nom “d’étrange cercle radio” (ORC pour Odd radio circle).
Image d’entête : Représentation artistique d’un Odd radio circle. (CSIRO)
Les ORC ont été découverts pour la première fois en 2019 par l’astronome Anna Kapinska, qui examinait une étude pilote de la carte évolutive de l’univers (une étude radio de l’espace), utilisant les données du radiotélescope Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) du CSIRO. Perplexe face au phénomène bizarre et effrayant qu’elle observait, Mme Kapinska a étiqueté l’anomalie en quatre caractères : WTF (what the fuck) ?
Les étranges cercles radio sont ainsi nommés parce qu’il s’agit de grands objets circulaires dont les bords sont brillants dans les longueurs d’onde radio, mais qui ne peuvent pas être vus avec des télescopes optiques, infrarouges ou à rayons X. À ce stade, les astronomes ne savent pas vraiment ce qu’ils sont.
Ils sont massifs, avec un diamètre d’environ un million d’années-lumière, ce qui les rend 16 fois plus grands que notre propre galaxie. Mais malgré leur taille gargantuesque, ces objets sont difficiles à repérer, se dissimulant en pleine lumière.
Les théories abondent sur la véritable identité des ORC, des ondes de choc galactiques aux gorges ouvertes de trous de ver, mais ce qui est clair, c’est que nous n’avons jamais rien vu de tel auparavant.
Selon Ray Norris, de l’université de Western Sydney et du CSIRO et coauteur de l’étude :
Nous savons que les ORC sont des anneaux d’émissions radio faibles entourant une galaxie avec un trou noir très actif en son centre, mais nous ne savons pas encore ce qui les provoque, ni pourquoi ils sont si rares.
Ray Norris n’est toutefois pas surpris que nous ayons fait des découvertes aussi passionnantes et sans précédent, car l’astronomie, et en particulier la radioastronomie, connaît actuellement une révolution technologique, puisque des réseaux de radiotélescopes plus récents, plus grands et plus précis, construits dans le cadre d’une coopération internationale, sont braqués sur le ciel.
Pour Norris :
L’ASKAP est fantastique pour observer de vastes zones du ciel, très profondes, et c’est pourquoi elles n’ont jamais été vues auparavant. Comme ASKAP allait observer le ciel d’une manière qui n’avait jamais été réalisée auparavant, nous savions qu’il y avait de bonnes chances que nous découvrions de nouvelles choses.
Pour aider les scientifiques à décoder les secrets cosmiques de l’ORC, le radiotélescope MeerKAT de l’Observatoire sud-africain de radioastronomie (SARAO) a capturé l’image la plus claire d’un ORC à ce jour, permettant aux scientifiques de découvrir de nouveaux détails sur ces étranges objets dans une nouvelle étude publiée cette semaine (lien plus bas).
Les données du radiotélescope MeerKAT (en vert) montrant les ORC superposées aux données optiques et proches infrarouges du Dark Energy Survey. (J. English (U. Manitoba)/ EMU/ MeerKAT/ DES(CTIO))
Selon Norris :
Nous avons donc pu observer de très près notre premier ORC. Tout d’abord, nous constatons qu’il y a là tout un tas de structures que nous ne connaissions pas avant, nous pouvons voir un champ magnétique l’entourant, et plus important encore, nous pouvons voir qu’au centre de cet ORC, il y a une petite tache de rayonnement qui se trouve juste au-dessus d’une galaxie.
(Gauche) La première découverte d’ORCs dans les données ASKAP. (Droite) L’observation de suivi des ORC avec MeerKAT. (UEM/ ASKAP/ MeerKAT)
Cela signifie que l’équipe est maintenant assez sûre que les ORC sont en fait des explosions émanant du centre d’autres galaxies, mais nous ne savons toujours pas ce qui les provoque.
Norris a deux prétendants à sa théorie préférée. La première est que ce type de grosse déflagration peut provenir de la collision de deux trous noirs supermassifs au centre d’une galaxie. L’anneau massif d’énergie visible aux ondes radio, d’un diamètre d’environ un million d’années-lumière, serait le résidu de cette explosion qui se propage bien au-delà de la largeur de la galaxie elle-même.
L’autre possibilité est que les ORC soient en fait des explosions d’étoiles.
Toujours selon Norris :
Dans une explosion d’étoiles, une grande partie du gaz d’une galaxie est convertie en étoiles en un temps très court. Si cela se produisait dans notre propre galaxie, lorsque nous regardons le ciel nocturne, celui-ci serait embrasé par des supernovæ qui se propagent, des étoiles qui fusionnent, tout le ciel serait illuminé, sauf que, bien sûr, nous serions tous morts, car les rayons cosmiques de toutes ces explosions nous auraient tués.
Mais les explosions d’étoiles, qui impliquent des explosions massives de gaz dans une galaxie particulièrement active, pourraient en théorie produire de gigantesques ondes de choc.
L’un ou l’autre de ces deux modèles produit cette énorme bulle de gaz chaud qui sort de la galaxie.
Alors, quelle est la prochaine étape dans l’élucidation de cet alléchant mystère spatial ? Selon Norris, il faut continuer à chercher.
Tout d’abord, nous devons en trouver davantage. Pour l’instant, nous n’en avons que cinq que nous étudions. Et ceux que nous connaissons, nous devons les étudier davantage. MeerKAT, en Afrique du Sud, est le meilleur télescope pour cette tâche, car il pénètre très profondément le ciel nocturne.
La prochaine étape consistera à essayer de déterminer à quoi ressemblent les ORC dans d’autres longueurs d’onde, celles dans lesquelles ils étaient jusqu’à présent invisibles, notamment la lumière visible, la lumière infrarouge et les rayons X.
Si nous pouvons étudier la galaxie en leur centre avec des télescopes optiques, nous pourrons voir s’il existe des signes indiquant qu’il s’agissait d’une fusion de trous noirs, ou peut-être d’une explosion d’étoiles.
Mais tout espoir de l’apercevoir nécessiterait des télescopes optiques bien plus grands et plus puissants. La prochaine étape sera donc pour les chercheurs d’essayer d’utiliser certains des plus grands télescopes du monde, comme par exemple le Télescope géant européen de l’Observatoire Européen Austral au Chili.
L’étude publiée dans The Monthly Notices of the Royal Astronomical Society et disponible en prépublication dans arXiv : MeerKAT uncovers the physics of an Odd Radio Circle et présentée sur le site du Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) : Astronomers reveal best image yet of mysterious ORCs in space.