Nous avons détecté un nouveau signal étrange à travers l’abîme du temps et de l’espace.
Une source de sursauts radio rapides à répétition détectée l’année dernière a été enregistrée, crachant 1 863 sursauts en 82 heures, sur un total de 91 heures d’observation.
Ce comportement hyperactif a permis aux scientifiques caractérisent non seulement la galaxie qui héberge la source et sa distance par rapport à nous, mais aussi quelle est la source.
L’objet, appelé FRB 20201124A, a été détecté avec le radiotélescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST) en Chine et est décrit dans un nouvel article dirigé par l’astronome Heng Xu de l’Université de Pékin en Chine.
Jusqu’à présent, la plupart des preuves indiquent un magnétar, une étoile à neutrons avec des champs magnétiques extraordinairement forts, comme source d’émissions FRB comme celle-ci.
Si FRB 20201124A provient bien de l’une de ces bêtes cosmiques sauvages, il ressemble à un spécimen inhabituel.
“Ces observations nous ont ramenés à la planche à dessin”, explique l’astrophysicien Bing Zhang de l’Université du Nevada à Las Vegas.
“Il est clair que les FRB sont plus mystérieux que nous ne l’imaginions. D’autres campagnes d’observation à plusieurs longueurs d’onde sont nécessaires pour révéler davantage la nature de ces objets.”
Les sursauts radio rapides ont été une source de perplexité pour les astronomes depuis leur découverte il y a 15 ans, dans des données d’archives datant de 2001 : un pic d’émission radio incroyablement puissant qui ne dure qu’un clin d’œil.
Depuis, bien d’autres ont été détectés : des sursauts d’ondes radio d’une durée de quelques millisecondes, déchargeant à l’époque autant d’énergie que 500 millions de soleils.
La plupart d’entre eux n’ont éclaté qu’une seule fois, ce qui les rend difficiles à étudier (et encore moins à comprendre). Une poignée de répétitions ont été détectées, ce qui a au moins aidé les scientifiques à les retracer jusqu’à leurs galaxies hôtes.
Puis en 2020, une percée. Pour la première fois, une rafale radio rapide a été détectée dans la Voie lactée, incitant les astrophysiciens à retracer le phénomène jusqu’à l’activité du magnétar.
Cet exemple extraordinaire le plus récent de FRB est un autre exemple de répéteur rare. En moins de deux mois d’observation, FRB 20201124A a fourni aux astronomes le plus grand échantillon de données de rafales radio rapides avec polarisation de toute autre source FRB.
La polarisation fait référence à l’orientation des ondes lumineuses dans un espace tridimensionnel. En examinant à quel point cette orientation a changé depuis que la lumière a quitté sa source, les scientifiques peuvent comprendre l’environnement qu’elle a traversé. La forte polarisation suggère un environnement magnétique puissant, par exemple.
Sur la base de la grande quantité de données fournies par FRB 20201124A, les astronomes ont pu déduire que la source est un magnétar.
Mais il y avait quelque chose d’étrange. La façon dont la polarisation a changé au fil du temps a suggéré que la force du champ magnétique et la densité des particules autour du magnétar fluctuaient.
“Je le compare au tournage d’un film sur l’environnement d’une source FRB, et notre film a révélé un environnement magnétisé complexe et évoluant dynamiquement qui n’avait jamais été imaginé auparavant”, explique Zhang.
“Un tel environnement n’est pas directement attendu pour un magnétar isolé. Quelque chose d’autre pourrait être proche du moteur FRB, peut-être un compagnon binaire.”
Ce compagnon, selon les données, pourrait être une étoile bleue chaude de type Be, que l’on trouve souvent chez les compagnons d’étoiles à neutrons. La preuve en a été présentée dans un article séparé, dirigé par l’astronome Fayin Wang de l’Université de Nanjing en Chine.
Mais il y avait aussi quelque chose de plus particulier.
En tant que type d’étoile à neutrons, les magnétars sont les noyaux effondrés d’étoiles massives qui, à court de carburant pour brûler et fournir une pression vers l’extérieur, s’effondrent sous leur propre gravité.
Ces étoiles brûlent leur carburant rapidement et ont une vie courte, expulsant leur matériau extérieur dans une supernova lorsque le noyau s’effondre.
Parce que leur vie est si courte, on pense que ces jeunes magnétars se trouvent dans des régions où la formation d’étoiles a encore lieu. Les étoiles vivent leur courte vie et meurent, créant plus de nuages de matière pour donner naissance à plus d’étoiles. C’est un beau cercle cosmique de vie.
Mais FRB 20201124A a été trouvé dans une galaxie ressemblant beaucoup à la Voie lactée. Il n’y a pas beaucoup de formation d’étoiles ici à la maison, donc il ne devrait pas y avoir non plus de baby-boom d’étoiles près de notre nouvel ami inhabituel FRB.
Cependant, FRB 20201124A n’est pas la seule source de FRB trouvée dans une galaxie relativement dépourvue de formation d’étoiles.
Le nombre croissant suggère qu’il y a des informations vitales qui nous manquent, un trou dans notre compréhension des magnétars FRB, comment ils se forment et les endroits où ils résident.
Mais caractériser la source signifie que nous avons un nouvel endroit où chercher des réponses. Les travaux de Wang et de ses collègues suggèrent que les binaires étoile à neutrons-étoile Be pourraient être l’un des meilleurs endroits pour rechercher des signaux rapides de type rafale radio.
Les deux articles ont été publiés dans La nature Oui communication nature.