Illustration d'une éruption sur un magnétar. © Nasa, GSFC, Chris Smith (USRA)
Sciences

L'origine du mystérieux sursaut radio rapide dans la Voie lactée a été identifiée

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[EN VIDÉO] Sursauts gamma : des collisions d'étoiles à neutrons illuminent l'Univers  Les sursauts gamma sont les évènements les plus lumineux de l'Univers dans le domaine des ondes électromagnétiques. On peut en observer un par jour en moyenne sur la voûte céleste et ils surviennent dans des galaxies lointaines. Il en existe deux types, les courts et les longs. Cette vidéo explique la nature des sursauts courts. 

Les sursauts radio rapides intriguent toujours les astronomes. Certains leur imaginent une origine exotique. Mais d'autres avancent qu'au moins une partie d'entre eux pourraient correspondre à une manifestation de magnétars. De nouveaux résultats semblent aller dans ce sens.

En avril dernier, des chercheurs avaient détecté un sursaut radio inhabituellement intense en provenance de la Voie lactée. Sa source : un magnétar, un type particulier de jeunes étoiles à neutrons présentant un champ magnétique extrêmement intense. Et aujourd'hui, ces mêmes chercheurs de la collaboration Chime - pour Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, comprenez Expérience canadienne de cartographie de l'intensité de l'hydrogène - montrent que l'intensité de ce sursaut radio était trois mille fois supérieur à celle de n'importe quel magnétar mesuré jusqu'à présent.

Ce résultat donne du poids à la théorie selon laquelle les magnétars sont à l'origine d'au moins certains de ce que les astronomes appellent les sursauts radio rapides - ou FRB pour Fast Radio Burst. Rappelons que cela fait plus d'une dizaine d'années que les premiers FRB ont été observés. C'était en 2007. Des émissions radio brèves et de haute intensité, plus que ce que le Soleil peut générer pendant des millions, voire des milliards d'années. Sans que les astronomes puissent réellement en identifier la source.

Les chercheurs de la collaboration Chime estiment que des magnétars pourraient être la source des sursauts radio rapides observés un peu partout dans l’Univers. © Nasa

Des magnétars plus actifs que les autres

La plupart des sursauts radio rapides ont été enregistrés dans d'autres galaxies, ce qui les rend difficiles à étudier. Et la théorie des magnétars n'avait jusqu'alors pas pu être étayée par des observations d'étoiles à neutrons dans la Voie lactée. Ceux-ci se sont en effet avérés bien moins intenses que les FRB extragalactiques découverts jusqu'à présent.

Les chercheurs imaginent cependant aujourd'hui que des magnétars plus jeunes, plus énergétiques et plus actifs pourraient expliquer l'ensemble des découvertes de FRB. La preuve de cette théorie pourrait venir d'une observation simultanée d'un sursaut radio extragalactique et d'un sursaut de rayons X. Une observation qui, malheureusement, ne devrait pouvoir se faire que pour des FRB de proximité. Affaire à suivre...

Pour en savoir plus

Un puissant signal radio en provenance de la Voie lactée a été détecté pour la première fois

La semaine dernière, les astronomes ont enregistré un signal radio intense en provenance de notre Galaxie. Un signal intense et extrêmement bref. De type sursaut radio rapide. Si cela se confirme, il s'agira là du premier sursaut radio rapide découvert provenant de la Voie lactée. Et d'une source identifiée comme un magnétar, qui plus est.

Article de Nathalie Mayer paru le 04/05/2020

Vue d’artiste d’un magnétar tel que celui qui pourrait être à l’origine du tout premier sursaut radio rapide observé au cœur de notre Voie lactée. © L. Calçada, ESO, Wikipedia, CC by 4.0

Il se nomme SGR 1935+2154 et depuis quelques jours, il fait beaucoup parler de lui. SGR 1935+2154, c'est un magnétar, comprenez, une étoile à neutrons possédant un champ magnétique extrêmement intense. Il se trouve à 30.000 années-lumière seulement de la Terre. Dans notre Voie lactée, donc. Et ce 28 avril 2020, plusieurs observatoires ont enregistré de sa part, une émission radio d'une seule milliseconde. Mais une émission tellement intense qu'elle aurait pu être détectée depuis une autre galaxie.

Le débat est ouvert, mais les astronomes imaginent aujourd'hui qu'il pourrait s'agir là de l'un de ses fameux sursauts radio rapides - ou FRB (Fast Radio Burst) comme les appellent les anglophones. Des centaines de ces FRB ont déjà été identifiés dans notre Univers sans pour autant que les astronomes parviennent à expliquer le phénomène. Des supernovæ aux collisions d'étoiles à neutrons en passant par des civilisations extraterrestres, les hypothèses vont bon train. Et cette observation exceptionnelle pourrait faire avancer les choses.

C'est d'abord l'expérience canadienne de cartographie de l'intensité de l'hydrogène Chime), un radiotélescope interféromètre, qui a détecté, mardi dernier, un signal si puissant qu'il n'a pas pu être quantifié. Le projet Stare2 - pour Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 -, spécialement conçu pour détecter les FRB locaux, a lui aussi détecté le signal. Avec une densité de flux radiatif de plus d'un million de millisecondes jansky !

Des magnétars à l’origine des sursauts radio rapides ?

En général, les sursauts radios rapides nous arrivent avec une densité de flux radiatif de quelques dizaines de millisecondes jansky seulement. Cependant, une fois les corrections de distance appliquées, le signal reçu de SGR 1935+2154 correspondrait à un FRB de faible puissance. Mais les experts estiment que si un tel signal radio avait été reçu en provenance d'une autre galaxie, il aurait été classé parmi les FRB, sans hésitation.

Ce qui déconcerte toutefois les astronomes, c'est qu'ils ont également observé, pour SGR 1935+2154, une émission dans les rayons X. Rien de surprenant, venant d'un magnétar. Mais un tel phénomène n'a jamais encore été observé pour des FRB extragalactiques. Peut-être tout simplement parce qu'il serait indétectable depuis notre Terre.

SGR 1935+2154 est placé sous étroite surveillance.

Les astronomes continuent donc de surveiller SGR 1935+2154 de très près. Ils doivent notamment analyser son spectre d'émission au moment de la salve radio. Afin de le comparer à ceux enregistrés pour des FRB connus. S'ils coïncident, ce sera peut-être la preuve qu'une partie au moins des FRB sont dus à des magnétars. Mais cela n'exclura pas la possibilité qu'il existe d'autres sources. Car les FRB répertoriés jusqu'alors présentent des caractéristiques différentes qui pourraient très bien résulter d'origines différentes.

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