Les rafales radio rapides (FRB) ne sont que cela - d'énormes explosions d'ondes radio provenant de l'espace qui ne durent qu'une fraction de seconde. Cela rend l'identification de leur source un énorme défi.

Notre équipe a récemment découvert 20 nouveaux FRB à l'aide de l'Australian Square Kilometer Array Pathfinder du CSIRO dans l'outback de l'Australie-Occidentale, doublant presque le nombre connu de FRB.

Dans la recherche de suivi, publié aujourd'hui dans Le Lettres de revues astrophysiques , nous avons effectué l'une de ces nouvelles détections - connue sous le nom de FRB 171020 (le jour où les ondes radio sont arrivées sur Terre :20 octobre, 2017) – et réduit l'emplacement à une galaxie proche de la nôtre.

C'est le FRB le plus proche détecté (jusqu'à présent), mais nous ne savons toujours pas ce qui cause ces mystérieux sursauts radio qui peuvent contenir plus d'énergie que notre Soleil n'en produit depuis des décennies.

Des vagues dans l'espace

Lorsque les ondes radio traversent l'univers, elles traversent d'autres galaxies et notre propre Voie lactée avant d'atteindre nos télescopes.

Les longueurs d'onde radio plus longues sont plus ralenties que les longueurs d'onde plus courtes, ce qui signifie qu'il y a un léger retard dans le temps d'arrivée des longueurs d'onde plus longues.

Cette différence de temps d'arrivée est appelée mesure de dispersion et indique la quantité de matière traversée par l'émission radio.

FRB 171020 a la mesure de dispersion la plus faible de tous les FRB détectés à ce jour, ce qui signifie qu'il n'a pas parcouru la moitié de l'univers comme la plupart des autres FRB détectés jusqu'à présent. Cela signifie qu'il est originaire d'une région relativement proche (selon les normes astronomiques).

En utilisant des modèles de répartition de la matière dans l'univers, nous pouvons imposer une limite stricte à la distance parcourue par le signal radio. Pour ce FRB particulier, nous estimons qu'il ne pouvait pas provenir de plus d'un milliard d'années-lumière, et s'est probablement produit beaucoup plus près. (Notre galaxie de la Voie lactée est d'environ 100, 000 années-lumière de diamètre.)

Cette distance limite, combiné avec la zone du ciel dont nous savons que le FRB est venu (une zone d'un demi-degré carré - ou environ deux pleines lunes de diamètre) réduit considérablement le volume de recherche pour rechercher la galaxie hôte.

Fermeture

Une région du ciel de cette taille contient généralement des centaines de galaxies. Nous avons utilisé des télescopes optiques géants au Chili - y compris le très grand télescope et Gemini South bien nommés - pour dériver les distances de ces galaxies en mesurant directement leurs décalages vers le rouge, ou en utilisant leurs couleurs optiques pour estimer leur distance.

Cela nous a permis de réduire considérablement le nombre de galaxies possibles dans la limite de distance à seulement 16.

De loin le plus proche, et nous pensons qu'il est le plus susceptible d'héberger le FRB, est une galaxie spirale voisine appelée ESO 601-G036. C'est à 120 millions d'années-lumière, ce qui fait de cet hôte FRB presque notre voisin d'à côté.

Ce qui est particulièrement frappant à propos de cette galaxie, c'est qu'elle partage de nombreuses caractéristiques similaires à la seule galaxie connue pour produire des FRB :FRB 121102.

Ce FRB est également connu sous le nom de FRB répétitif en raison de sa propriété – jusqu'à présent unique – de produire plusieurs rafales. Cela a aidé les astronomes à le localiser dans une petite galaxie à environ plus de 3 milliards d'années-lumière.

ESO 601-G036 est de taille similaire, et formant de nouvelles étoiles à peu près au même rythme, comme galaxie hôte du FRB répétitif.

Mais il y a une caractéristique intrigante du FRB répétitif que nous ne voyons pas dans ESO 601-G036.

Autres émissions

En plus des rafales répétées d'émission radio, le FRB répétitif émet en continu une émission radio à plus faible énergie.

En utilisant le réseau compact du télescope australien du CSIRO (ATCA) à Narrabri, NSW, nous avons recherché cette émission radio persistante dans ESO 601-G036. Si c'était quelque chose comme la galaxie du répéteur, il devrait contenir une source radio extrêmement lumineuse. Nous n'avons rien vu.

Non seulement nous avons constaté que l'ESO 601-G036 n'a pas d'émission radio persistante, mais il n'y a pas d'autres galaxies dans notre volume de recherche qui présentent des propriétés similaires à celles observées dans le FRB répétitif.

Cela indique la possibilité qu'il existe différents types de rafales radio rapides qui peuvent même avoir des origines différentes.

Trouver les galaxies d'où proviennent les FRB est un grand pas vers la résolution du mystère de ce qui produit ces sursauts extrêmes. La plupart des FRB parcourent des distances beaucoup plus grandes, donc en trouver un si proche de la Terre nous permet d'étudier les environnements des FRB avec des détails sans précédent.

La chasse à plus

Malheureusement, nous ne pouvons pas dire avec une certitude absolue que l'ESO 601-G036 est la galaxie d'où vient FRB 171020.

Le prochain grand obstacle à la compréhension des causes des FRB est d'en identifier davantage. Si nous pouvons le faire, nous serons en mesure de déterminer non seulement dans quelle galaxie un FRB s'est produit, mais même où dans la galaxie cela s'est produit.

Si les FRB se produisent dans les noyaux centraux des galaxies, cela pourrait peut-être indiquer les trous noirs comme leur source. Ou préfèrent-ils la périphérie des galaxies ? Ou des régions où beaucoup de nouvelles étoiles se sont récemment formées ? Il y a encore tellement d'inconnues sur les FRB.

Plusieurs radiotélescopes dans le monde mettent en service des systèmes pour localiser les sursauts. Notre étude a montré qu'en combinant les observations des radiotélescopes et des télescopes optiques, nous pourrons brosser un tableau complet des galaxies hôtes FRB, et pouvoir enfin déterminer les causes de ces FRB.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.