Les astronomes n'ont trouvé que le deuxième exemple d'un sursaut radio rapide (FRB) très actif et répétitif avec une source compacte d'émission radio plus faible mais persistante entre les sursauts. La découverte soulève de nouvelles questions sur la nature de ces objets mystérieux et aussi sur leur utilité en tant qu'outils pour étudier la nature de l'espace intergalactique. Les scientifiques ont utilisé le Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation et d'autres télescopes pour étudier l'objet, découvert pour la première fois en 2019.

L'objet, appelé FRB 190520, a été trouvé par le radiotélescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST) en Chine. Une rafale de l'objet s'est produite le 20 mai 2019 et a été trouvée dans les données de ce télescope en novembre de la même année. Des observations de suivi avec FAST ont montré que, contrairement à de nombreux autres FRB, il émet des rafales fréquentes et répétées d'ondes radio.

Les observations avec le VLA en 2020 ont identifié l'emplacement de l'objet, ce qui a permis aux observations en lumière visible avec le télescope Subaru à Hawaï de montrer qu'il se trouve à la périphérie d'une galaxie naine à près de 3 milliards d'années-lumière de la Terre. Les observations du VLA ont également révélé que l'objet émet constamment des ondes radio plus faibles entre les rafales.

"Ces caractéristiques font que celui-ci ressemble beaucoup au tout premier FRB dont la position a été déterminée - également par le VLA - en 2016", a déclaré Casey Law, de Caltech. Ce développement a été une percée majeure, fournissant les premières informations sur l'environnement et la distance d'un FRB. Cependant, sa combinaison de rafales répétées et d'émissions radio persistantes entre les rafales, provenant d'une région compacte, a placé l'objet 2016, appelé FRB 121102, en dehors de tous les autres FRB connus, jusqu'à présent.

"Maintenant, nous en avons deux comme celui-ci, et cela soulève des questions importantes", a déclaré Law. Law fait partie d'une équipe internationale d'astronomes qui rapportent leurs découvertes dans la revue Nature .

Les différences entre FRB 190520 et FRB 121102 et tous les autres renforcent une possibilité suggérée précédemment selon laquelle il peut y avoir deux types différents de FRB.

« Est-ce que ceux qui répètent sont différents de ceux qui ne le font pas ? Qu'en est-il de l'émission radio persistante ? Est-ce courant ? » a déclaré Kshitij Aggarwal, étudiant diplômé de la West Virginia University (WVU).

Les astronomes suggèrent qu'il peut y avoir soit deux mécanismes différents produisant des FRB, soit que les objets qui les produisent peuvent agir différemment à différents stades de leur évolution. Les principaux candidats pour les sources de FRB sont les étoiles à neutrons super denses qui restent après l'explosion d'une étoile massive en supernova, ou les étoiles à neutrons avec des champs magnétiques ultra-puissants, appelées magnétars.

Une caractéristique de FRB 190520 remet en question l'utilité des FRB comme outils pour étudier la matière entre eux et la Terre. Les astronomes analysent souvent les effets des matériaux intermédiaires sur les ondes radio émises par des objets distants pour en savoir plus sur ce matériau ténu lui-même. Un de ces effets se produit lorsque les ondes radio traversent un espace contenant des électrons libres. Dans ce cas, les ondes à haute fréquence se déplacent plus rapidement que les ondes à basse fréquence.

Cet effet, appelé dispersion, peut être mesuré pour déterminer la densité d'électrons dans l'espace entre l'objet et la Terre, ou, si la densité d'électrons est connue ou supposée, fournir une estimation approximative de la distance à l'objet. L'effet est souvent utilisé pour faire des estimations de distance aux pulsars.

Cela n'a pas fonctionné pour FRB 190520. Une mesure indépendante de la distance basée sur le décalage Doppler de la lumière de la galaxie causé par l'expansion de l'Univers a placé la galaxie à près de 3 milliards d'années-lumière de la Terre. Cependant, le signal de la rafale montre une quantité de dispersion qui indiquerait normalement une distance d'environ 8 à 9,5 milliards d'années-lumière.

"Cela signifie qu'il y a beaucoup de matériel près du FRB qui confondrait toute tentative de l'utiliser pour mesurer le gaz entre les galaxies", a déclaré Aggarwal. "Si c'est le cas avec d'autres, alors nous ne pouvons pas compter sur l'utilisation des FRB comme critères cosmiques", a-t-il ajouté.

Les astronomes ont émis l'hypothèse que FRB 190520 pourrait être un "nouveau-né", toujours entouré de matière dense éjectée par l'explosion de supernova qui a laissé derrière elle l'étoile à neutrons. Au fur et à mesure que ce matériau se dissipe, la dispersion des signaux de salve diminuerait également. Selon le scénario "nouveau-né", ont-ils déclaré, les rafales répétées pourraient également être une caractéristique des FRB plus jeunes et diminuer avec l'âge.

"Le domaine FRB évolue très rapidement en ce moment et de nouvelles découvertes sortent chaque mois. Cependant, de grandes questions demeurent, et cet objet nous donne des indices stimulants sur ces questions", a déclaré Sarah Burke-Spolaor, de WVU. + Explorer plus loin

Source radio persistante QRS121102 étudiée en détail