Crédit :CSIRO/John Masterson, CC PAR
Les sursauts radio rapides sont l'un des grands mystères de l'univers. Depuis leur découverte, nous avons beaucoup appris sur ces impulsions intenses d'une milliseconde.
Mais nous avons encore beaucoup à apprendre, comme ce qui les cause.
Nous savons que les sursauts intenses proviennent de galaxies situées à des milliards d'années-lumière. Nous avons également utilisé ces rafales (appelées FRB) pour trouver de la matière manquante qui ne pourrait pas être trouvée autrement.
Avec des équipes d'astronomes du monde entier en course pour comprendre leur énigme, comment en sommes-nous arrivés là où nous en sommes maintenant ?
Le premier éclat
Le premier FRB a été découvert en 2007 par une équipe dirigée par l'astronome anglo-américain Duncan Lorimer à l'aide de Murriyang, le nom autochtone traditionnel du radiotélescope emblématique de Parkes (image, Haut).
L'équipe a trouvé une impulsion incroyablement brillante, si brillante que de nombreux astronomes ne la croyaient pas réelle. Mais il y avait encore plus d'intrigue.
Les impulsions radio offrent un formidable cadeau aux astronomes. En mesurant quand une rafale arrive au télescope à différentes fréquences, les astronomes peuvent dire la quantité totale de gaz qu'il a traversé lors de son voyage vers la Terre.
Le sursaut de Lorimer avait traversé beaucoup trop de gaz pour provenir de notre galaxie, la voie Lactée. L'équipe a conclu qu'il venait d'une galaxie à des milliards d'années-lumière.
Pour être visible de si loin, tout ce qui l'a produit a dû libérer une énorme quantité d'énergie. En seulement une milliseconde, il a libéré autant d'énergie que notre Soleil en 80 ans.
L'équipe de Lorimer ne pouvait que deviner de quelle galaxie leur FRB provenait. Murriyang ne peut pas localiser avec précision les emplacements FRB. Il faudrait plusieurs années pour qu'une autre équipe fasse la percée.
Une rafale radio rapide typique. La salve arrive d'abord aux hautes fréquences et est retardée de plusieurs secondes aux basses fréquences. Cette courbe révélatrice est ce que recherchent les astronomes. Crédit :Ryan Shannon et Vikram Ravi
Localisation des FRB
Pour localiser un emplacement de rafale, nous devons détecter un FRB avec un interféromètre radio, un réseau d'antennes réparties sur au moins quelques kilomètres.
Lorsque les signaux des télescopes sont combinés, ils produisent une image d'un FRB avec suffisamment de détails non seulement pour voir dans quelle galaxie le sursaut est originaire, mais dans certains cas pour dire où dans la galaxie il a été produit.
Le premier FRB localisé provenait d'une source qui a émis de nombreuses rafales. Le premier sursaut a été découvert en 2012 avec le télescope géant Arecibo à Porto Rico.
Les salves suivantes ont été détectées par le Very Large Array, au Nouveau-Mexique, et s'est avéré provenir d'une minuscule galaxie à environ 3 milliards d'années-lumière.
En 2018, en utilisant l'Australian Square Kilometer Array Pathfinder Telescope (ASKAP) en Australie-Occidentale, notre équipe a identifié la deuxième galaxie hôte FRB.
Contrairement à la galaxie précédente, cette galaxie était très ordinaire. Mais notre découverte publiée a été récompensée ce mois-ci par l'American Association for the Advancement of Science.
Félicitations à l'équipe d'astronomes et d'astrophysiciens basés dans 21 instituts de recherche à travers le monde qui sont les lauréats du prix AAAS Newcomb Cleveland 2020 ! https://t.co/FPcirjGUrM #AAASmtg
– AAAS (@aaas) 10 février, 2021
Des équipes, dont la nôtre, ont maintenant localisé environ une douzaine de sursauts supplémentaires provenant d'un large éventail de galaxies, grand et petit, jeunes et vieux. Le fait que les FRB puissent provenir d'un si large éventail de galaxies reste un casse-tête.
Une rafale de près de chez soi
Le 28 avril, 2020, une rafale de rayons X a soudainement frappé le télescope Swift en orbite autour de la Terre.
Plusieurs des radiotélescopes ASKAP en WA. Crédit :Flickr/Australian SKA Office, CC BY-ND
Le télescope satellite a consciencieusement noté que les rayons provenaient d'une étoile à neutrons très magnétique et erratique dans notre propre Voie lactée. Cette étoile a une forme :elle fait des crises toutes les quelques années.
Deux télescopes, CHIME au Canada et la baie STARE2 aux États-Unis, détecté un sursaut radio très brillant en quelques millisecondes après les rayons X et en direction de cette étoile. Cela a démontré que de telles étoiles à neutrons pourraient être une source des FRB que nous voyons dans des galaxies lointaines.
La libération simultanée de rayons X et d'ondes radio a donné aux astrophysiciens des indices importants sur la façon dont la nature peut produire des sursauts aussi brillants. Mais nous ne savons toujours pas avec certitude si c'est la cause des FRB.
Alors, quelle est la prochaine étape ?
Alors que 2020 était l'année de la FRB locale, nous prévoyons que 2021 sera l'année du FRB lointain, encore plus loin que déjà observé.
Le télescope CHIME a collecté de loin le plus grand échantillon de sursauts et est en train de compiler un catalogue méticuleux qui devrait être bientôt disponible pour d'autres astronomes.
Une équipe de Caltech construit un réseau spécifiquement dédié à la recherche de FRB.
Il y a aussi beaucoup d'action en Australie. Nous développons un nouveau supercalculateur de détection de rafales pour ASKAP qui trouvera les FRB à un rythme plus rapide et trouvera des sources plus éloignées.
Il transformera efficacement ASKAP en un système à grande vitesse, caméra vidéo haute définition, et faire un film de l'univers à 40 000 milliards de pixels par seconde.
En trouvant plus d'éclats, et des éclats plus lointains, nous pourrons mieux étudier et comprendre ce qui cause ces sursauts d'énergie mystérieusement intenses.
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original. 
