Un signal radio provenant de l’espace a été pulsé pendant trois secondes : les scientifiques
Un signal composé de rafales rapides d’ondes radio selon un schéma clair a été détecté en provenance de l’espace lointain – et les astronomes pensent qu’il pourrait être utilisé pour mesurer l’expansion de l’univers à l’avenir.
Ce « battement de cœur » radio, détecté par un radiotélescope spécial en Colombie-Britannique, est décrit dans un nouvel article publié mercredi dans la revue Nature, qui explique que ce phénomène s’appelle un sursaut radio rapide (FRBs).
Les FRBs sont des rafales soudaines d’ondes radio fortes et cohérentes provenant de l’espace qui n’ont pas de source claire mais qui sont détectables sur d’énormes distances.
L’une des particularités de ce nouveau signal est que la plupart des FRBs ne durent que quelques millisecondes lorsqu’ils se manifestent. Cependant, ce nouveau signal, appelé FRB 20191221A, peut persister jusqu’à trois secondes d’affilée, pendant lesquelles les astronomes ont observé qu’il émettait des salves d’ondes radio qui se répétaient toutes les 0,2 secondes selon un schéma évident.
Il s’agit du FRB le plus long à ce jour, environ 1 000 fois plus long que le FRB moyen.
« Il n’y a pas beaucoup de choses dans l’univers qui émettent des signaux strictement périodiques », a déclaré Daniele Michilli, post-doctorant à l’Institut Kavli d’astrophysique et de recherche spatiale du MIT et l’un des auteurs de l’étude, dans un communiqué de presse.
« Les exemples que nous connaissons dans notre propre galaxie sont les pulsars radio et les magnétars, qui tournent et produisent une émission rayonnante similaire à un phare. Et nous pensons que ce nouveau signal pourrait être un magnétar ou un pulsar sur des stéroïdes. »
Ce FRB particulier a été détecté pour la première fois en décembre 2019. À l’époque, Michilli était chercheur à l’Université McGill et scrutait les données entrantes de l’Expérience canadienne de cartographie de l’intensité de l’hydrogène (CHIME), un radiotélescope situé en Colombie-Britannique et composé de quatre grands réflecteurs
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Il a immédiatement remarqué que CHIME avait détecté un nouveau signal d’un FRB potentiel.
« C’était inhabituel « , a-t-il expliqué. « Non seulement il était très long, d’une durée d’environ trois secondes, mais il y avait des pics périodiques remarquablement précis, émettant chaque fraction de seconde – boum, boum, boum – comme un battement de cœur. C’est la première fois que le signal lui-même est périodique. »
Ce jour-là a commencé l’analyse approfondie qui a conduit à l’article publié cette semaine.
Michilli et une équipe d’astronomes ont examiné le signal et ont constaté qu’il présentait des similitudes avec les émissions des pulsars radio et des magnétars – deux types spécifiques d’étoiles à neutrons – dans notre propre galaxie.
Cependant, le FRB 20191221A est près d’un million de fois plus lumineux.
Leur théorie actuelle est que ce signal radio provient d’un pulsar radio ou d’un magnétar distant qui émet normalement des ondes moins intenses, et qui a éjecté cet énorme et rare éclat d’ondes pour une raison inconnue dans une fenêtre de trois secondes que CHIME a pu capter.
« Cette détection soulève la question de savoir ce qui pourrait causer ce signal extrême que nous n’avons jamais vu auparavant, et comment nous pouvons utiliser ce signal pour étudier l’univers », explique Michilli. « Les futurs télescopes promettent de découvrir des milliers de FRBs par mois, et à ce moment-là, nous pourrions trouver beaucoup plus de ces signaux périodiques. »
Si les futures rafales du FRB 20191221A peuvent être captées par CHIME, cela pourrait aider les astronomes à suivre le rythme de l’expansion de l’univers, affirment les astronomes.
La configuration unique de CHIME – contrairement à la plupart des télescopes, il ne se déplace pas et possède une vitesse de cartographie élevée grâce à son champ de vision large et constant – le rend optimal pour la découverte des FRBs, ainsi que pour l’observation du gaz d’hydrogène dans les galaxies lointaines. La durée de vie extrêmement brève d’un FRB signifie que vous devez être extrêmement chanceux pour pointer votre télescope dans la bonne partie du ciel au bon moment, à moins que vous ne regardiez avec CHIME.
Le premier FRB a été détecté en 2007. Mais au cours de la première année de fonctionnement de CHIME après son ouverture en 2018, il a détecté plus de 500 nouveaux FRBs.
« CHIME a maintenant détecté de nombreux FRBs avec différentes propriétés », explique Michilli. « Nous en avons vu qui vivent à l’intérieur de nuages très turbulents, tandis que d’autres semblent se trouver dans des environnements propres. D’après les propriétés de ce nouveau signal, nous pouvons dire qu’autour de cette source, il y a un nuage de plasma qui doit être extrêmement turbulent. »
À la mi-2020, CHIME avait détecté plus de 1 000 FRB. Les scientifiques espèrent que bientôt, nous serons en mesure d’identifier non seulement l’origine de chacun d’entre eux, mais aussi tout ce que ces flashs de l’espace lointain peuvent nous dire sur l’univers.