Une équipe de scientifiques dirigée par le Canada a découvert le deuxième sursaut radio rapide (FRB) répétitif jamais enregistré. Les FRB sont de courtes rafales d'ondes radio provenant de loin à l'extérieur de notre galaxie de la Voie lactée. Les scientifiques pensent que les FRB émanent de puissants phénomènes astrophysiques situés à des milliards d'années-lumière.

La découverte du signal extragalactique est parmi les premières, les résultats très attendus de l'Expérience canadienne de cartographie de l'intensité de l'hydrogène (CHIME), un radiotélescope révolutionnaire inauguré fin 2017 par une collaboration de scientifiques de l'Université de la Colombie-Britannique, Université McGill, Université de Toronto, Institut Périmètre de physique théorique, et le Conseil national de recherches du Canada.

Dans une approbation retentissante des capacités du nouveau télescope, le FRB répétitif était l'un des 13 salves détectées sur une période de trois semaines seulement au cours de l'été 2018, tandis que CHIME était dans sa phase de pré-mise en service et ne fonctionnait qu'à une fraction de sa pleine capacité. Des sursauts supplémentaires du FRB répété ont été détectés dans les semaines suivantes par le télescope, qui est situé dans la vallée de l'Okanagan en Colombie-Britannique.

La découverte d'un deuxième FRB récurrent suggère qu'il en existe plus

Sur les plus de 60 FRB observés à ce jour, des sursauts répétés provenant d'une seule source n'avaient été trouvés qu'une seule fois auparavant, une découverte faite par le radiotélescope d'Arecibo à Porto Rico en 2015.

"Jusqu'à maintenant, il n'y avait qu'un seul FRB répétitif connu. Savoir qu'il y en a un autre suggère qu'il pourrait y en avoir plus. Et avec plus de redoublants et plus de sources disponibles pour l'étude, nous pouvons peut-être comprendre ces énigmes cosmiques - d'où elles viennent et quelles en sont les causes, " a déclaré Ingrid Stairs, membre de l'équipe CHIME et astrophysicien à l'UBC.

Avant que CHIME ne commence à collecter des données, certains scientifiques se sont demandé si la gamme de fréquences radio que le télescope avait été conçu pour détecter serait trop faible pour capter des sursauts radio rapides. La plupart des FRB détectés précédemment avaient été trouvés à des fréquences proches de 1400 MHz, bien au-dessus de la gamme du télescope canadien de 400 MHz à 800 MHz.

Les résultats de l'équipe CHIME—publiés le 9 janvier dans deux articles en La nature et présenté le même jour à la réunion de l'American Astronomical Society à Seattle - a réglé ces doutes, la majorité des 13 rafales étant enregistrées jusqu'aux fréquences les plus basses de la gamme de CHIME. Dans certains des 13 cas, le signal à l'extrémité inférieure de la bande était si brillant qu'il semble probable que d'autres FRB seront détectés à des fréquences encore inférieures au minimum de 400 MHz de CHIME.

Les sources FRB pourraient être dans des «endroits spéciaux» au sein des galaxies

La majorité des 13 FRB détectés présentaient des signes de « diffusion, " un phénomène qui révèle des informations sur l'environnement entourant une source d'ondes radio. La quantité de diffusion observée par l'équipe CHIME les a amenés à conclure que les sources de FRB sont de puissants objets astrophysiques plus susceptibles d'être dans des endroits avec des caractéristiques spéciales.

"Cela pourrait signifier dans une sorte de touffe dense comme un reste de supernova, " dit Cherry Ng, membre de l'équipe, astronome à l'Université de Toronto. "Ou près du trou noir central d'une galaxie. Mais il doit être dans un endroit spécial pour nous donner toute la diffusion que nous voyons."

Un nouvel indice du puzzle

Depuis que les FRB ont été détectés pour la première fois, les scientifiques ont reconstitué les caractéristiques observées des signaux pour proposer des modèles qui pourraient expliquer les sources des sursauts mystérieux et donner une idée des environnements dans lesquels ils se produisent. La détection par CHIME des FRB à des fréquences plus basses signifie que certaines de ces théories devront être reconsidérées.

"Quelle que soit la source de ces ondes radio, il est intéressant de voir à quel point il peut produire une large gamme de fréquences. Il existe certains modèles où intrinsèquement la source ne peut rien produire en dessous d'une certaine fréquence, " déclare Arun Naidu, membre de l'équipe de l'Université McGill.

"[Nous savons maintenant] que les sources peuvent produire des ondes radio à basse fréquence et que ces ondes à basse fréquence peuvent s'échapper de leur environnement, et ne sont pas trop dispersés pour être détectés au moment où ils atteignent la Terre. Cela nous dit quelque chose sur les environnements et les sources. Nous n'avons pas résolu le problème, mais il y a encore plusieurs pièces dans le puzzle, " dit Tom Landecker, un membre de l'équipe CHIME du Conseil national de recherches du Canada.