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De mystérieux éclairs de lumière radio se présentent sous deux « saveurs », selon une nouvelle enquête

Toutes les deux minutes, un mystérieux flash de lumière radio explose quelque part dans le ciel et s’estompe dans l’obscurité en quelques millisecondes. Les astronomes ont d’abord remarqué les sursauts de données archivées à partir de 2007 et ont passé une dizaine d’années depuis à stocker soigneusement des exemples de sursauts radio rapides, ou FRB, à la recherche de modèles qui pourraient révéler leurs origines. Maintenant, ils ont 500 nouvelles rafales à étudier.

Le 9 juin, une collaboration internationale de recherche a publié le premier catalogue FRB de l’expérience canadienne de cartographie de l’intensité de l’hydrogène (CARILLON) en Colombie-Britannique, faisant plus que tripler le nombre de FRB connus en une seule journée. Le nouvel ensemble de données soutient fortement l’idée que deux types distincts de FRB parsèment le ciel radio, et il préfigure un avenir où les astronomes tireront parti des FRB pour illuminer les régions les plus éloignées de l’univers.

« Cela représente une nouvelle phase dans la science FRB », a déclaré Kiyoshi Masui, astrophysicien du Massachusetts Institute of Technology et représentant de la collaboration CHIME, lors d’une conférence de presse.

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Une machine à trouver les FRB

CHIME n’a pas été initialement conçu pour devenir le premier chasseur FRB au monde. Les astronomes avaient initialement prévu que la machine utilise la gigue de l’obscurité atomes d’hydrogène cartographier la matière du cosmos à des distances sans précédent. Mais après que le gouvernement canadien ait financé la machine de 9 millions de dollars, les chercheurs ont réalisé qu’elle était parfaitement adaptée pour résoudre le mystère émergent des FRB.

Le ciel clignote avec des FRB tout le temps – environ 880 fois par jour, selon le CARILLON les collaborations nouveaux résultats. Mais à moins que les astronomes n’aient une grande antenne parabolique entraînée exactement au bon point aléatoire dans le ciel au bon moment, une rafale passera inaperçue.

CHIME, cependant, a une perspective cosmique. Les larges récepteurs du télescope (plus de demi-lunes que de paraboles) captent les ondes radio d’une grande partie du ciel au-dessus à la fois, et la rotation de la Terre la dirige dans différentes directions. Un cluster de supercalculateur de 4,5 millions de dollars dédié à la chasse FRB, ajouté à mi-chemin du processus de conception, focalise numériquement le télescope sur des milliers de points à la fois.

Auparavant, les chercheurs avaient tendance à analyser les FRB au cas par cas. Le catalogue ouvre désormais la porte à l’étude de groupes de FRB à la fois, « transformant tout ce domaine en science des mégadonnées », a déclaré Mohit Bhardwaj, membre de la collaboration CHIME de l’Université McGill à Montréal, lors de la conférence de presse.

Des motifs dans l’aléatoire

La plupart des astrophysiciens pensent que les FRB émanent des magnétars, qui sont l’une des choses les plus étranges qu’une étoile puisse devenir lorsqu’elle meurt. Les magnétars sont des versions hautement magnétisées des cadavres stellaires connus sous le nom de étoiles à neutrons, ce qui en fait l’un des objets les plus denses et les plus magnétiques de l’univers. Seul un corps emballant autant de masse et d’intensité magnétique dans un si petit paquet pourrait être suffisamment puissant et agile pour rayonner les brèves rafales, ont raisonné les théoriciens. Puis, en 2020, CHIME a attrapé un magnétar en pleine rafale dans notre propre galaxie. Pourtant, on ne sait pas exactement comment les magnétars produisent des ondes radio.

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« Il existe une pléthore de théories, mais rien ne nous dit lesquelles pourraient être bonnes et lesquelles pourraient être fausses », a déclaré Masui.

Le catalogue CHIME ne fait que confirmer un soupçon de longue date : tous les FRB ne se ressemblent pas. Les astronomes ont identifié une petite minorité de FRB qui se produisent à plusieurs reprises au même endroit dans le ciel, surnommés « répéteurs ». Sur les 535 rafales nouvellement révélées, 61 flashs provenaient de 18 récidivistes.

Les astronomes ont également découvert que les répéteurs sont intrinsèquement différents des sursauts ponctuels. Les FRB ponctuels sont brefs et ont tendance à briller avec un arc-en-ciel d’ondes radio, tandis que les rafales répétées persistent et ont tendance à apparaître sous la forme d’une seule teinte radio. La distinction laisse entendre que les magnétars pourraient avoir au moins deux façons différentes de cracher des ondes radio.

À travers l’univers

Indépendamment de la cause des FRB ou de la manière dont, les chercheurs réfléchissent déjà à la manière de faire fonctionner les flashs dans l’obscurité. Les centaines de sursauts semblent venir de toutes les directions, par opposition à, disons, s’aligner sur la Voie lactée, c’est un signe que les phares cosmiques qui les émettent sont dispersés à travers le cosmos, beaucoup provenant de centaines de millions à des milliards de lumière -à des années.

CHIME capte également une qualité de FRB appelée dispersion, une mesure de la façon dont les radiofréquences d’un sursaut se sont propagées lorsque ses photons se déplacent entre les galaxies. Cette séparation grandit à mesure que les photons FRB traversent le mince plasma qui remplit l’espace (comme lumière blanche se sépare en arc-en-ciel en passant à travers un prisme). Dans cette dispersion, chaque FRB enregistre la quantité de matière qu’il a rencontrée au cours de son voyage, tout comme les pneus d’une voiture portent un historique des routes qu’ils ont parcourues.

À mesure que le catalogue FRB de CHIME s’agrandit, les astronomes espèrent pouvoir l’utiliser pour créer une carte de la matière du cosmos aux plus grandes échelles.

« Nous pensons que [FRBs] vont être l’outil ultime pour étudier l’univers », a déclaré Masui.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

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