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Flash de chance: les astronomes trouvent la source d’une puissante explosion radio rapide cosmique

Un éclair de chance a aidé les astronomes à résoudre un mystère cosmique: qu’est-ce qui cause des sursauts radio puissants mais fugaces qui filent et zigzaguent dans l’univers? Les scientifiques connaissent ces impulsions énergétiques – appelées sursauts radio rapides – depuis environ 13 ans et les ont vues venir de l’extérieur de notre galaxie, ce qui rend plus difficile de les retracer jusqu’à ce qui les cause. Ce qui rend les choses encore plus difficiles, c’est qu’elles se produisent si vite, en quelques millisecondes.

Puis en avril, une explosion rare mais considérablement plus faible provenant de l’intérieur de notre propre galaxie de la Voie lactée a été repérée par deux télescopes différents: l’un un ensemble d’antennes faites à la main d’un étudiant au doctorat californien, qui comprenait de véritables moules à gâteaux, l’autre un observatoire canadien de 20 millions de dollars.

Ils ont suivi cette explosion radio rapide vers un type d’étoile étrange appelé un magnétar c’est 32000 années-lumière de la Terre, selon quatre études dans le journal de mercredi La nature.

Ce n’était pas seulement le premier sursaut radio rapide à une source, mais le premier émanant de notre galaxie. Les astronomes disent qu’il pourrait y avoir d’autres sources pour ces sursauts, mais ils sont maintenant sûrs d’un coupable: les magnétars.

Les magnétars sont des étoiles à neutrons incroyablement denses, avec 1,5 fois la masse de notre soleil pressé dans un espace de la taille de Manhattan. Ils ont d’énormes champs magnétiques qui bourdonnent et crépitent d’énergie, et parfois des éruptions de rayons X et d’ondes radio en jaillissent, selon l’astrophysicien de l’Université McGill Ziggy Pleunis, co-auteur de l’étude canadienne.

Le champ magnétique autour de ces magnétars «est si fort que les atomes à proximité sont déchirés et que des aspects bizarres de la physique fondamentale peuvent être vus», a déclaré l’astronome Casey Law du California Institute of Technology, qui ne faisait pas partie de la recherche.

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Il y a peut-être une douzaine de ces magnétars dans notre galaxie, apparemment parce qu’ils sont si jeunes et font partie du processus de naissance des étoiles, et la Voie lactée n’est pas aussi affleurante avec les naissances d’étoiles que les autres galaxies, a déclaré l’Université Cornell Shami Chatterjee, qui ne faisait partie d’aucune des équipes de découverte.

Cette rafale en moins d’une seconde contenait à peu près la même quantité d’énergie que notre soleil produit en un mois, et c’est toujours beaucoup plus faible que les sursauts radio détectés en provenance de l’extérieur de notre galaxie, a déclaré le radio-astronome Caltech Christopher Bochenek. Il a aidé à repérer l’éclatement avec des antennes faites à la main.

Ces sursauts radio ne sont pas dangereux pour nous, pas même les plus puissants de l’extérieur de notre galaxie, ont déclaré les astronomes.

Ceux qui viennent de l’extérieur de notre galaxie et parcourent des millions ou des milliards d’années-lumière sont «des dizaines de milliers à des millions de fois plus puissants que tout ce que nous avons détecté dans notre galaxie», a déclaré le co-auteur Daniele Michilli, astrophysicien à McGill et fait partie de l’équipe canadienne.

Les scientifiques pensent que ceux-ci sont si fréquents qu’ils peuvent se produire plus de 1000 fois par jour en dehors de notre galaxie. Mais les trouver n’est pas facile.

«Il fallait regarder au bon endroit à la bonne milliseconde», a déclaré Chatterjee de Cornell. «À moins que vous n’ayez été très, très chanceux, vous n’allez pas en voir un.»

Même s’il s’agit d’un événement fréquent en dehors de la Voie lactée, les astronomes n’ont aucune idée de la fréquence à laquelle ces sursauts se produisent à l’intérieur de notre galaxie.

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« Nous ne savons toujours pas à quel point nous avons eu de la chance », a déclaré Bochenek. «Cela pourrait être une chose tous les cinq ans ou il pourrait y avoir quelques événements chaque année.»

Les antennes de Bochenek coûtent environ 15 000 dollars. Chacun a «la taille d’un grand seau. C’est un morceau de tuyau métallique de 6 pouces entouré de deux moules à gâteau », a déclaré l’étudiant au doctorat. Ce sont des instruments grossiers conçus pour regarder une partie géante du ciel – environ un quart de celui-ci – et ne voir que les flashs radio les plus brillants.

Bochenek a pensé qu’il avait peut-être une chance sur 10 de repérer une sursaut radio rapide dans quelques années. Mais après un an, il a touché la saleté.

L’observatoire canadien en Colombie-Britannique est plus ciblé et raffiné, mais vise une portion beaucoup plus petite du ciel, et il a pu localiser la source du magnétar dans la constellation Vulpecula.

Parce que les sursauts sont affectés par tout le matériel qu’ils traversent dans l’espace, les astronomes pourraient être en mesure de les utiliser pour mieux comprendre et cartographier le matériau invisible pour nous entre les galaxies et «peser» l’univers, a déclaré Jason Hessels, astronome en chef pour l’Institut néerlandais de radioastronomie, qui ne faisait pas partie de la recherche.

Les astronomes ont eu jusqu’à 50 théories différentes sur les causes de ces sursauts radio rapides, y compris des extraterrestres, et ils soulignent que les magnétars ne sont peut-être pas la seule réponse, d’autant plus qu’il semble y avoir deux types de sursauts radio rapides. Certains, comme celui repéré en avril, ne se produisent qu’une seule fois, tandis que d’autres se répètent souvent.

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Michilli a déclaré que son équipe avait retracé une explosion qui se produisait tous les 16 jours dans une galaxie voisine et était sur le point de localiser la source.

Certains de ces jeunes magnétars n’ont que quelques décennies, « et c’est ce qui leur donne assez d’énergie pour produire des sursauts radio rapides répétés », a déclaré Chatterjee de Cornell.

Suivre ne serait-ce qu’une seule explosion est une surprise bienvenue et une découverte importante, a-t-il déclaré.

«Personne ne croyait vraiment que nous aurions autant de chance», a déclaré Chatterjee. «Pour en trouver un dans notre propre galaxie, il suffit de mettre la cerise sur le gâteau.»

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