Une vue d’artiste d’un sursaut radio rapide localisé dans une galaxie spirale. © Danielle Futselaar, artsource.nl, Institut néerlandais de radioastronomie

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Le mystérieux sursaut radio rapide semble avoir disparu

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Observés pour la première fois il y a plus de dix ans, les sursauts radio rapides continuent d'intriguer les astronomes. D'autant que l'un d'entre eux, un sursaut radio rapide récurrent, semble bien avoir disparu des écrans radars ! 

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En quelques millièmes de seconde, ils libèrent autant d'énergie que le Soleil en une journée entière. Les sursauts radio rapides - aussi appelés FRB pour Fast Radio Bursts en anglais - sont de véritables énigmes pour les astronomes qui en ignorent encore les mécanismes sous-jacents. Encore plus lorsqu'ils s'avèrent récurrents. C'est le cas pour quelques rares d'entre eux. Un premier, découvert en 2012 et baptisé FRB 121102 (R1). Et un second, observé pour la première fois en 2018 et baptisé FRB 180814.J0422+73 (R2).

C'est dans l'espoir de parvenir à mieux les caractériser que des astronomes de l'Institut néerlandais de radioastronomie (Pays-Bas) ont braqué le Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT) en direction de ces deux sursauts radio répétitifs. Pendant pas moins de 130 heures pour R1 et quelque 300 heures pour R2. Et s'ils ont bien observé 30 sursauts du côté de R1, ils n'en ont pas observé un seul du côté de R2 !

Plusieurs explications sont envisagées par les astronomes. La première : que R2 ait tout simplement cessé d'émettre des sursauts radio rapides. La deuxième : que R2 n'émet pas aux longueurs d’onde auxquelles WSRT observe. Un peu comme s'il émettait dans le rouge alors que le télescope ne voit que du bleu. Ou encore, la troisième : que R2 ait continué d'émettre des sursauts radio rapides, mais trop faibles pour être détectés.

À l’aide du Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT), les astronomes de l’Institut néerlandais de radioastronomie (Pays-Bas) espéraient localiser FRB 180814.J0422+73 (R2), mais celui-ci semble avoir mystérieusement disparu. © Onderwijsgek, Wikipedia, CC by-sa 2.5 nl

Des sursauts radio rapides très différents

Quoi qu'il en soit, les chercheurs en concluent que ces deux sursauts radio rapides récurrents sont très différents l'un de l'autre. Tant par leur luminosité que par leur fréquence de répétition ou même sans doute par d'autres paramètres.

Les deux sursauts radio rapides pourraient notamment provenir de deux galaxies très différentes. D'autant qu'une autre équipe vient d'annoncer avoir localisé un autre FRB récurrent - appelé FRB 180916.J0158+65 - dans une galaxie spirale semblable à notre Voie lactée et située à environ un demi-milliard d'années-lumière de notre Terre. Alors que l'origine de R1 a été remontée jusqu'à une galaxie naine de forme irrégulière située à environ trois milliards d'années-lumière de notre Terre.

Plus nous obtenons d'informations, plus nous avons de questions

L'environnement dans lequel évolue FRB 180916.J0158+65 est également beaucoup moins extrême que celui dans lequel évolue R1. Ce qui rend certaines explications du phénomène imaginées par les astronomes moins probables. Les chercheurs espèrent maintenant que la prochaine génération de télescopes les aidera à résoudre le mystère de ces objets. « Notre objectif est de découvrir ce qu'ils sont. Mais pour l'instant, plus nous obtenons d'informations, plus nous avons de questions », conclut Leon Oostrum, chercheur à l'Institut néerlandais de radioastronomie.

  • L’origine des sursauts radio rapides (FRB) reste un mystère pour les astronomes.
  • Une équipe a voulu étudier deux de ces FRB récurrents pour en apprendre plus.
  • Mais l’un d’entre eux semble avoir disparu.
Pour en savoir plus

Un sursaut radio rapide répétitif venu de l'espace a été détecté par le radiotélescope Chime

Les sursauts radio rapides, ces courtes bouffées d'ondes radio très énergétiques, sont déjà mystérieuses en soi. Elles sont encore plus déroutantes quand elles se répètent. Des astronomes viennent d'annoncer la découverte de FRB 180814.J0422+73, un sursaut radio rapide récurrent, le deuxième de l'Histoire. Douze signaux ponctuels ont également été détectés. Pas mal pour un début : le radiotélescope Chime, qui a enregistré ces sursauts, se montre indubitablement à la hauteur de toutes les attentes !

Article de Futura avec l'AFP-Relaxnews paru le 12/01/2019

Vue d'artiste de sursauts radio rapides ou FRB (Fast radio bursts) atteignant la Terre. © Jingchuan Yu, Beijing Planetarium

La chasse aux sursauts radio rapides, des flashs cosmiques dont l'origine reste toujours aussi mystérieuse, porte ses fruits. Des astronomes ont annoncé avoir détecté 13 nouveaux signaux, dont un qui se répète, à l'aide du radiotélescope Chime (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment). Ce n'est que le deuxième sursaut radio rapide récurrent jamais enregistré, depuis la découverte de FRB 121102 par le radiotélescope d'Arecibo il y a quelques années.

Les sursauts radio rapides ou FRB (Fast radio bursts) sont de courtes impulsions d'ondes radio, très énergétiques mais aussi très brèves : ils ne durent que quelques millisecondes. Depuis que leur existence a été mise en évidence en 2007, une soixantaine de sursauts ont été détectés, tous ponctuels. Ces phénomènes semblent trouver leur origine loin de la Voie lactée et ils émettent en une milliseconde autant d'énergie que le Soleil en 10.000 ans. Leur nature, quant à elle, demeure une énigme.

Illustration de sursauts radio rapides détectés dans la voûte céleste. © NRAO

Des origines encore ignorées

La plupart des théories sur leur origine évoquent des évènements cataclysmiques se soldant par la destruction de leur source comme l'explosion d'une étoile donnant une supernova, une fusion d'étoiles à neutrons... Il a également été suggéré que ces signaux soient émis par des civilisations extraterrestres avancées, mais ceci est une autre histoire. Ces théories ont commencé à vaciller quand, en 2015 une succession de sursauts radio rapides ayant la même origine (FRB 121102) a été enregistrée par le puissant radiotélescope d'Arecibo, situé sur l'île de Porto Rico - notons que FRB 121102 a été observé pour la première fois en 2012 et que d'autres occurrences ont été détectées quelques années plus tard.

Les astronomes enfoncent aujourd'hui le clou en annonçant la détection d'un nouveau signal qui se  répète. Appelé FRB 180814.J0422+73, le sursaut radio rapide semble prendre son origine à environ 1,5 milliard d'années-lumière de la Terre. La source pourrait être « un amas dense, comme un reste de supernova, ou encore un point situé près du trou noir central d'une galaxie », explique Cherry Ng, de l'université de Toronto, un des astronomes impliqués dans cette découverte.

Une vue de nuit de Chime, le nouveau radiotélescope canadien. © Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (Chime)

1.000 sursauts radio de plus à la fin de l'année ?

La détection de FRB 180814.J0422+73 et des douze autres FRB ponctuels, qui fait l'objet de deux études publiées dans la prestigieuse revue Nature (ici et ici), constitue un des premiers résultats du radiotélescope Chime, situé en Colombie-Britannique au Canada et inauguré fin 2017 (voir aussi l'article plus bas). Les signaux ont été détectés en seulement trois semaines d'observation entre juillet et août 2018, alors que le télescope ne fonctionnait pas encore à plein régime. En tout, ont été enregistrées six répétitions provenant de la source FRB 180814.J0422+73, qui a été étudiée un peu plus longtemps que les FRB ponctuels, jusqu'en octobre.

Pour les cinquante scientifiques de la collaboration canadienne à l'origine de cette détection, cette deuxième succession de sursauts radio rapides permet de penser qu'il pourrait en exister d'autres. « Avec la cartographie quotidienne de l'hémisphère nord par Chime, nous allons sûrement trouver d'autres successions de sursauts au fil du temps », se réjouit dans un communiqué Ingrid Stairs, de l'université de Colombie-Britannique.

« À la fin de l'année, nous aurons peut-être trouvé 1.000 sursauts de plus », a ajouté Deborah Good, de la même université. Après tout, les astronomes estiment qu'il pourrait se produire jusqu'à 10.000 FRB par jour et s'attendent à ce que Chime soit capable d'en détecter entre 2 et 50 quotidiennement (voire article ci-dessous).

Multiplier les observations de ces signaux permettra de mettre le doigt sur la nature de leur source. « Il n'est pas encore clair si les sources qui génèrent des FRB répétitifs sont différentes de celles qui ne semblent en générer qu'un seul. Il est possible que ce que nous pensons être aujourd'hui des FRB ponctuels ne se répètent que très rarement mais qu'ils proviennent du même type de sources », avance Shriharsh Tendulkar, de l'université McGill à Montréal, coauteur de l'étude.

Si l'origine de ces flashs d'ondes radioélectriques reste encore mal connue, pour le chercheur, il est « extrêmement improbable » qu'elles soient émises par des civilisations extraterrestres. Même s'il reconnaît que, « en tant que scientifique, il ne peut pas l'exclure à 100 % ».


Sursauts radio rapides : le radiotélescope Chime pourrait les décrypter

Article de Laurent Sacco, publié le 10/08/2018

Les sursauts radio rapides sont mystérieux. Ils pourraient tout aussi bien avoir une explication dans le cadre de l'astrophysique connue qu'ouvrir une nouvelle ère en physique théorique, voire en exobiologie. Un nouveau radiotélescope canadien, nommé Chime, devrait détecter beaucoup de ces sursauts radio rapides et il a commencé à le faire. Réussira-t-il à les décrypter ?

Chaque fois qu'une nouvelle fenêtre observationnelle s'est ouverte en astronomie, elle a conduit à faire des bonds majeurs dans notre connaissance du cosmos observable. Nous en avons deux exemples récents :

Or, l'année dernière fut marquée par l'inauguration d'un nouveau radiotélescope d'envergure appelé « Expérience canadienne de cartographie de l'intensité de l'hydrogène », ou, en anglais, Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, et donc, en abrégé, Chime. C'est très précisément un radiotélescope interféromètre situé à l'Observatoire fédéral de radioastrophysique, en Colombie-Britannique, au Canada.

Chime a plusieurs objectifs. Le premier, et le plus important sans doute, est de cartographier les masses d'hydrogène neutre à l'échelle au minimum intergalactique via la fameuse raie à 21 cm, une raie spectrale émise par cet atome et qui avait déjà permis de révéler la structure de notre Voie lactée. Le radiotélescope devrait nous permettre d'obtenir une carte de la distribution de cet hydrogène sur toute la sphère céleste, mais aussi dans le passé de l'univers, alors que celui-ci avait entre 2,5 et 7 milliards d'années.

Or, c'est précisément vers la fin de cette période que les effets de l'énergie noire, ou, plus prosaïquement, que les effets de l'accélération de l'expansion du cosmos observable, ont commencé à se faire sentir. Enfin, les masses d'hydrogène doivent également garder les traces des fameuses oscillations acoustiques baryoniques (BAO), déjà observées avec les distributions de galaxies. Les études menées avec Chime pourraient donc nous apporter des connaissances précieuses sur la nature de l'énergie noire ainsi que sur la cosmologie primordiale.

Une vidéo de présentation du radiotélescope Chime. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais apparaissent alors. Cliquez ensuite sur la roue dentée à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © McGill University

Chime devrait détecter 2 à 50 FRB par jour

La raie à 21 cm est aussi une raie à une fréquence de 1.420 mégahertz (MHz), mais comme elle est décalée vers le rouge par l'expansion de l'univers, elle tombe, pour nous, sur Terre, aujourd'hui, dans une bande de 400 à 800 MHz. Il se trouve que cette bande permet aussi d'étudier une autre énigme du cosmos : les sursauts radio rapides (Fast Radio Bursts, ou FRB en anglais).

Rappelons que les sursauts radio rapides sont de brèves bouffées d'ondes radio (quelques millisecondes) découvertes en 2007 grâce à de nouvelles analyses d'archives de données collectées par le radiotélescope de Parkes, en Australie. Au début, les FRB n'ont pas été pris au sérieux et leur distance était inconnue. Nous savons maintenant qu'il ne s'agit pas de signaux parasites et qu'ils sont extragalactiques. Cela implique que la puissance dégagée par un phénomène aussi court doit être énorme pour être repérable d'aussi loin. Nous en connaissons quelques dizaines, actuellement répartis sur la voûte céleste, et un qui se répète, observé pour la première fois en 2012, d'où sa dénomination « FRB 121102 ».

Statistiquement, il devrait s'en produire un millier par jour environ sur toute la voûte céleste pour un observateur sur Terre. C'est heureux, parce que nous ne savons toujours pas quelle est l'origine de ce phénomène, bien que des explications aient été avancées, comme celle d'explosions d'étoiles de Planck (des étoiles à neutrons proches d'un trou noir supermassif), voire carrément des civilisations extraterrestres avancées.

Avec sa grande surface collectrice, son énorme champ de vision et sa large bande passante, Chime devrait permettre, selon les estimations des radioastronomes, de détecter 2 à 50 FRB par jour. Il devrait aussi donner immédiatement l'alerte en cas de corrélation possible avec un autre phénomène astrophysique notable, par exemple une supernova.

Des chercheurs viennent d'annoncer dans The Astronomer's Telegram la détection par Chime du FRB avec la fréquence la plus basse connue jusqu'à présent, à savoir 580 mégahertz. Mais FRB 180725A, c'est son nom, n'est pas le premier observé par Chime depuis sa mise en service l'année dernière. Les progrès en direction d'une résolution de l'énigme des FRB pourraient être rapides et les conséquences spectaculaires : imaginons par exemple qu'il s'agisse bien d'étoiles de Planck !

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