Il y a un peu plus d'une décennie, deux astronomes ont découvert de mystérieux sursauts d'ondes radio qui semblent se dérouler dans tout le ciel, éclipsant souvent toutes les étoiles d'une galaxie. Depuis, l'étude de ces sursauts radio rapides, ou FRB, a décollé, et bien que nous ne sachions toujours pas ce qu'ils sont exactement ou ce qui les cause, les scientifiques se rapprochent maintenant de certaines réponses.

Les FRB ont été détectés pour la première fois en 2007 par les astronomes Duncan Lorimer et David Narkevic. En utilisant l'observatoire de Parkes en Australie, le duo a été stupéfait d'assister à un flash incroyablement lumineux d'ondes radio provenant de l'espace. Cet étrange événement a été appelé une rafale de Lorimer.

Depuis, environ 100 découvertes de FRB ont été annoncées. Nous avons pu localiser l'emplacement de certaines d'entre elles par rapport à d'autres galaxies - aucune ne semble avoir lieu à l'intérieur de la Voie lactée - ainsi que d'en voir certains se produire en temps réel et même d'assister à des FRB qui se répètent. Malgré de nombreuses observations et de nombreuses données, nous sommes encore incapables d'expliquer exactement ce qu'ils sont.

"Ce n'est pas si souvent en astrophysique qu'il y a un nouveau phénomène que nous ne comprenons vraiment pas et que nous avons l'opportunité d'apprendre quelque chose de vraiment nouveau, " a déclaré le Dr Jason Hessels de l'Université d'Amsterdam aux Pays-Bas.

Radiotélescopes

Le Dr Hessels a coordonné un projet appelé DRAGNET, qui s'est déroulé de 2014 à 2018 et a cherché à observer et à étudier davantage de FRB. Il a utilisé des radiotélescopes dans le monde entier, y compris le réseau à basse fréquence, ou télescope LOFAR, aux Pays-Bas pour chasser les étoiles exotiques et les FRB. Au moment où le projet a été proposé en 2012, cependant, les gens n'étaient même pas certains que les FRB étaient réels.

Encore, en 2015, le projet a fait une percée décisive. Il a découvert qu'un FRB connu dans une autre galaxie - surnommé FRB 121102 - se répétait. Cette découverte a permis aux astronomes de déterminer d'où venait le FRB, une faible galaxie naine située à 3 milliards d'années-lumière de la Terre. Nous avons depuis trouvé un deuxième sursaut répété, mais jusqu'à ce premier, tous les FRB avaient été des événements uniques.

« Cela a été un énorme coffre au trésor d'informations, " a déclaré le Dr Hessels, se référant au FRB 121102. « Nous en avons détecté des centaines de salves. »

Chaque flash ne dure qu'une milliseconde environ, mais peut émettre plus d'énergie que 500 millions de soleils. En tant que tel, FRB 121102 est clairement perceptible dans le contexte d'une galaxie, surtout un aussi faible que celui-ci. Même à une si grande distance, et ayant été produit avant le début de la vie multicellulaire sur Terre, le flash est suffisamment intense pour que nous puissions mesurer aujourd'hui.

Lorsque les FRB ont été découverts pour la première fois, on pensait qu'ils pourraient être causés par des événements cataclysmiques tels que les étoiles à neutrons - les noyaux restants d'étoiles géantes effondrées - ou la fusion de trous noirs. Le fait que certains FRB répètent, cependant, suggère que cela pourrait ne pas être le cas, bien qu'il puisse y avoir plusieurs types de FRB.

Tremblements d'étoiles

Notre meilleure explication jusqu'à présent est qu'elles sont causées par des magnétars, étoiles à neutrons qui ont des champs magnétiques incroyablement puissants. On pense que ces étoiles ont assez d'énergie pour produire les flashs lumineux associés aux FRB, éprouver des « tremblements d'étoiles » lorsque le champ magnétique déchire la croûte de l'étoile, libérant une énorme quantité d'énergie (bien que des résultats récents publiés le 27 juin suggèrent une origine alternative inconnue possible pour certains FRB).

"Cette énergie libérée pourrait s'enfoncer dans tout le matériau entourant le magnétar, et qui provoque un choc et peut accélérer des particules qui produisent des ondes radio et un sursaut radio comme nous l'observons, dit le Dr Hessels.

Pour mieux répondre à cette question, le projet MeerTRAP en cours essaie de trouver plus de FRB, ce qui pourrait nous rapprocher d'une réponse. Le projet utilise le réseau de radiotélescopes MeerKAT en Afrique du Sud pour rechercher des impulsions d'ondes radio dans le ciel. Pendant les observations astronomiques standard du réseau, l'équipe MeerTRAP se superpose à bord pour obtenir les données - environ 10 gigaoctets par seconde - pour rechercher les FRB.

« Nous prenons simplement les données d'où ils ont choisi de pointer, " a déclaré le Dr Benjamin Stappers de l'Université de Manchester, ROYAUME-UNI, et le coordinateur de projet pour MeerTRAP. « Peu importe où pointe le télescope, parce qu'ils devraient être uniformes dans le ciel.

Le projet n'a pas encore commencé à rechercher des FRB, mais prévoit de commencer à le faire en juillet 2019. L'équipe MeerTRAP espère trouver entre deux et cinq FRB par semaine, avec la possibilité de rechercher à la fois les FRB qui se produisent une seule fois et ceux qui se répètent, car les télescopes retourneront régulièrement dans la même partie du ciel.

Origine

Toutes ces données devraient nous aider à mieux déterminer l'origine des FRB. 'Une façon de déterminer quelle en est la cause, est de comprendre où ils se produisent dans une galaxie, et dans quels types de galaxies ils se produisent, ' a déclaré le Dr Stappers.

Les astronomes veulent également déterminer le nombre de types de FRB. Jusque là, nous savons que certains d'entre eux se répètent et d'autres non, mais combien de répétition est encore inconnue. Il se pourrait que ces deux types soient formés de manières différentes, donc en trouver plus pourrait nous aider à mieux répondre à cette question.

"Il y a aussi la probabilité que les FRB traversent également les régions externes d'autres galaxies situées le long de la ligne de visée, ' a déclaré le Dr Stappers. «Vous pouvez donc les utiliser comme une torche et voir ce qui arrive à la lumière lorsqu'elle traverse ces autres galaxies. Vous pouvez apprendre quelque chose sur la nature de ces galaxies intermédiaires.

Le projet MeerTRAP recherchera également des étoiles à neutrons en rotation rapide, appelés pulsars, pour mieux tester nos théories de la gravité. Si un pulsar était trouvé en orbite autour d'une autre étoile ou même d'un trou noir, le changement de sa rotation pourrait nous en dire plus sur le fonctionnement de la gravité à l'extrême de la physique.

Ce sont des FRB, cependant, qui font les gros titres en ce moment. Avec de plus en plus de découvertes en route, on espère que nous aurons bientôt une réponse sur certains de leurs mystères.

'Le champ est vraiment en train d'exploser, " a déclaré le Dr Hessels, notant que nous pouvons en connaître plus de 1, 000 d'ici la fin de l'année. "Probablement dans les prochaines années, nous aurons une assez bonne idée de ce qui les cause."