Sursaut radio rapide : les astronomes découvrent l’origine d’un mystérieux signal venu de l’espace

Pour la première fois, des scientifiques ont réussi à tracer directement un flash intense d’ondes radioélectriques, connu sous le nom de « sursaut radio rapide » (FRB). Le signal provient d’une galaxie située à plus de trois milliards d’années-lumière de la Terre.

La découverte passionne déjà tous les astronomes et amateurs de ciel et espace. Selon cinq études publiées le 5 janvier 2017, des scientifiques ont réussi à percer le secret d’un « sursaut radio rapide ». Ce phénomène cosmique, connu sous le nom anglophone de « fast radio burst » ou FRB, se manifeste sous la forme d’un flash d’ondes radioélectriques très énergétiques et très brefs. Selon les astronomes, les FRB libèrent plus d’énergie que notre Soleil ne le fera en 10.000 ans mais ils durent à peine quelques millisecondes. Ils ont été mis en évidence pour la première fois en 2007.

Depuis, ils ne cessent d’intriguer les astronomes qui s’interrogent sur l’origine potentielle d’un phénomène cosmique aussi puissant. Au total, 18 signaux ont été détectés parmi lesquels FRB 121102. C’est ce FRB que des scientifiques viennent pour la première fois de retracer directement jusqu’à son origine : une galaxie naine se trouvant à trois milliards d’années-lumière de la Terre. Un signal qui se répète d’après les estimations des astronomes, les FRB sont plus fréquents qu’on ne le pense : il en apparaitrait quelque part dans le ciel environ toutes les 10 secondes. Mais ces signaux étant fugaces, ils sont extrêmement difficiles à détecter et étudier.

Pour qu’un télescope en repère un, il faut qu’il observe déjà la bonne région au bon moment. D’où l’intérêt du FRB 121102.

Ce signal a été repéré pour la première fois en novembre 2012 par des astronomes de l’Observatoire Arecibo à Porto Rico. Or, il présente le caractère unique de se répéter : le même télescope l’a également repéré en 2014. Pour en savoir plus, les scientifiques ont donc mené une nouvelle étude en utilisant cette fois-ci le réseau de radiotélescopes Very Large Array (VLA) situé au Nouveau-Mexique. Au total, le VLA a cumulé en 2016 83 heures d’observation qui ont permis de détecter le FRB à neuf reprises, la première fois en août 2016.

« Pendant un bon moment, nous n’avons rien obtenu puis il y a eu une série de sursauts qui nous a donné tout ce dont nous avions besoin », a déclaré dans un communiqué Casey Law de l’Université de Californie à Berkeley.

Venu d’une galaxie très lointaine

L’équipe de chercheurs a ensuite utilisé un autre dispositif, le télescope optique Gemini North situé à Hawaï qui a permis de remonter la trace du FRB et d’identifier son origine : une galaxie naine peu lumineuse. D’après les observations, celle-ci est située à plus de 3 milliards d’années-lumière de la Terre et serait relativement vieille. « Avant de connaitre la distance des FRB, certains […] ont déclaré qu’ils pourraient provenir de l’intérieur ou du voisinage de notre galaxie, la Voie lactée. Nous avons maintenant écarté ces hypothèses, au moins pour ce FRB », a commenté dans un communiqué Shriharsh Tendulkar de l’Université McGill de Montréal au Canada.

En 2016, des scientifiques avaient déjà annoncé avoir identifié l’origine d’un FRB mais ils avaient alors utilisé une méthode indirecte et leurs résultats avaient plus tard été remis en question. D’où la prouesse réalisée au cours des nouvelles recherches. Toutefois, les scientifiques ne s’attendaient pas à tomber sur une telle galaxie.

Une source encore à identifier

La découverte de la galaxie naine relance en effet les discussions sur la nature de la source des FRB. Avant cela, la théorie la plus répandue suggérait que les sursauts radio rapides pouvaient découler d’un événement cataclysmique se soldant par la destruction de la source comme par exemple l’explosion d’une étoile donnant une supernova ou la fusion d’étoiles à neutrons.

Néanmoins, le fait que FRB 121102 se répète indique que sa source reste active. Les astronomes pensent ainsi qu’il pourrait s’agir d’impulsions émises par un magnétar, une étoile à neutrons produisant un champ magnétique extrêmement intense. Ou peut-être d’émissions associées au noyau actif d’une galaxie comportant un trou noir supermassif.

Outre les flashs du FRB 121102, les observations très précises du VLA ont également révélé une source continue d’émissions radio plus faibles provenant de la même région. Les calculs ont « montré que les flashs et la source continue doivent se trouver à 100 années-lumière l’un de l’autre », a précisé Jason Hessels du Netherlands Institute for Radio Astronomy.

Cette proximité suggère que les deux sont en réalité le même objet ou alors qu’ils sont d’une façon ou d’une autre étroitement liés physiquement. « Découvrir l’origine galactique de ce FRB et sa distance, est un grand pas en avant, mais nous avons encore beaucoup à faire avant de pleinement comprendre ce que sont ces phénomènes », a relevé Shami Chatterjee de la Cornell University.

Un FRB vraiment unique ?

Pour les astronomes, une autre interrogation majeure demeure : FRB 121102 étant le seul à se répéter, il pourrait être physiquement différent des autres. « Trouver si le FRB 121102 est représentatif de tous les sursauts radio rapides est la tâche la plus urgente », a estimé Shami Chatterjee repris par l’AFP.

« Personnellement, je pense qu’il n’y a qu’une seule sorte de source mais si jamais ce n’est pas le cas, fort bien : la nature nous a donné deux mystères amusants à résoudre au lieu d’un seul », a plaisanté le chercheur.
 
 

yogaesoteric

2 avril 2018

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