Marrakech, 23 févr. (Maroc-Actu) –
Les astronomes ont été surpris par la source la plus proche de flashs mystérieux appelés sursauts radio rapides (FRB), situé dans la galaxie spirale M81 à 12 millions d’années-lumière.
Des mesures précises effectuées à l’aide de radiotélescopes révèlent que les explosions se produisent entre de vieilles étoiles, et d’une manière que personne n’attendait.
Les sursauts radio rapides (FRB) sont des éclairs de lumière imprévisibles et extrêmement courts provenant de l’espace. Les astronomes ont eu du mal à les comprendre depuis leur découverte en 2007. Jusqu’à présent, ils n’ont été vus que par des radiotélescopes.
Chaque flash ne dure que quelques millisecondes. Cependant, chacune d’entre elles émet autant d’énergie que le soleil en une journée. Plusieurs centaines d’éclairs sont tirés chaque jour et ont été vus dans tout le ciel. La plupart se trouvent à de grandes distances de la Terre, dans des galaxies situées à des milliards d’années-lumière.
Dans deux articles publiés en parallèle cette semaine dans les revues Nature et Nature Astronomy, une équipe internationale d’astronomes présente des observations qui rapprochent les scientifiques de la résolution du mystère, tout en posant de nouvelles énigmes. L’équipe est dirigée conjointement par Franz Kirsten (Chalmers, Suède et ASTRON, Pays-Bas) et Kenzie Nimmo (ASTRON et Université d’Amsterdam).
Les scientifiques ont entrepris d’effectuer des mesures de haute précision d’une source d’éclatement répétitive découverte en janvier 2020 dans la constellation de l’Ourse majeure, la Grande Ourse.
« Nous voulions chercher des indices sur les origines des éclatements. En utilisant ensemble de nombreux radiotélescopes, nous savions que nous pouvions identifier l’emplacement de la source dans le ciel avec une extrême précision. Cela nous donne l’occasion de voir à quoi ressemble le voisinage local d’un sursaut radio rapide ». dit Franz Kirsten dans une déclaration.
Pour étudier la source avec la plus haute résolution et sensibilité possible, les scientifiques ont combiné les mesures des télescopes du réseau européen VLBI (EVN). En combinant les données de 12 paraboles à l’autre bout du monde, en Suède, en Lettonie, aux Pays-Bas, en Russie, en Allemagne, en Pologne, en Italie et en Chine, ils ont pu découvrir exactement d’où ils venaient dans le ciel.
Les mesures de l’EVN ont été complétées par des données provenant de plusieurs autres télescopes, dont le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) au Nouveau-Mexique, aux États-Unis.
En analysant leurs mesures, les astronomes ont découvert que les sursauts radio répétés provenaient d’un endroit auquel personne ne s’attendait. Ils ont localisé les sursauts aux abords de la galaxie spirale Messier 81 (M 81), située à environ 12 millions d’années-lumière. Cela en fait la détection la plus proche d’une source de sursauts radio rapides.
Il y a eu une autre surprise. L’emplacement coïncidait exactement avec un amas dense d’étoiles très anciennes, connu sous le nom d’amas globulaire.
« Il est surprenant de trouver des sursauts radio rapides provenant d’un amas globulaire. C’est un endroit dans l’espace où on ne trouve que de vieilles étoiles. Plus loin dans l’univers, des sursauts radio rapides ont été découverts dans des endroits où les étoiles sont beaucoup plus jeunes. Cela devait être quelque chose d’autre« , dit Kenzie Nimmo.
De nombreux sursauts radio rapides ont été découverts entourés d’étoiles jeunes et massives, bien plus grosses que le Soleil. Dans ces endroits, les explosions d’étoiles sont fréquentes et laissent derrière elles des débris hautement magnétisés. Les scientifiques en sont venus à penser que les sursauts radio rapides peuvent être créés dans des objets connus sous le nom de magnétars. Les magnétars sont les restes extrêmement denses d’étoiles explosées. Et ce sont les aimants connus les plus puissants de l’univers.
« Nous nous attendons à ce que les magnétars soient brillants et récents, et certainement pas entourés de vieilles étoiles. Donc, si ce que nous voyons ici est vraiment un magnétar, alors il ne peut pas s’être formé à partir de l’explosion d’une jeune étoile. Il doit y avoir un autre moyen« , explique Jason Hessels, membre de l’équipe, Université d’Amsterdam et ASTRON.
Les scientifiques pensent que la source des flashs radio est quelque chose qui avait été prédit, mais jamais vu auparavant : un magnétar qui s’est formé lorsqu’une naine blanche est devenue assez massive pour s’effondrer sous son propre poids.
En cherchant d’autres indices en élargissant leurs données, les astronomes ont trouvé une autre surprise. Certaines des fusées étaient encore plus courtes que prévu.
« Les flashs ont changé de luminosité en quelques dizaines de nanosecondes seulement. Cela nous indique qu’ils doivent provenir d’un petit volume dans l’espace, plus petit qu’un terrain de football et peut-être seulement de quelques dizaines de mètres de diamètre », explique Kenzie Nimmo.
De même, des signaux ultrarapides ont été observés dans l’un des objets les plus célèbres du ciel, le pulsar du Crabe. Il s’agit d’un vestige minuscule et dense d’une explosion de supernova observée depuis la Terre en 1054 de notre ère dans la constellation du Taureau. Les magnétars et les pulsars sont des types différents d’étoiles à neutrons : des objets super denses ayant la masse du Soleil dans un volume de la taille d’une ville et dotés de champs magnétiques puissants.
« Certains des signaux que nous mesurons sont courts et extrêmement puissants, de la même manière que certains des signaux du pulsar du Crabe. Cela suggère que nous sommes, en fait, à la recherche d’un magnétar, mais dans un endroit où les magnétars n’ont jamais été trouvés auparavant.« , dit Kenzie Nimmo.
Les observations futures de ce système et d’autres permettront de déterminer si la source est en fait un magnétar inhabituel ou autre chose, comme un pulsar inhabituel ou un trou noir et une étoile dense en orbite proche.
« Ces sursauts radio rapides semblent nous donner un aperçu nouveau et inattendu de la façon dont les étoiles vivent et meurent. Si c’est vrai, ils pourraient, comme les supernovae, ont des choses à nous dire sur les étoiles et leur vie dans l’univers. » dit Franz Kirsten.
