Pendant une décennie, les astronomes se sont interrogés sur des sursauts radio éphémères mais incroyablement puissants venus de l'espace.

Les phénomènes, appelés rafales radio rapides ou FRB, ont été détectés pour la première fois en 2007 par des astronomes en train de parcourir les données d'archives du télescope australien Parkes, une parabole de 64 mètres de diamètre mieux connue pour son rôle de réception d'images télévisées en direct de l'alunissage d'Apollo 11 en 1969.

Mais la détection par l'antenne du premier FRB - et la découverte confirmée par la suite de près de deux douzaines d'impulsions radio plus puissantes dans le ciel par Parkes et d'autres radiotelsscopes - a poussé les astrophysiciens à se précipiter pour trouver plus d'objets et les expliquer.

"C'est une nouvelle classe d'événements astronomiques. Nous en savons très peu sur les FRB en général, " explique Justin Vandenbroucke, un physicien de l'Université du Wisconsin-Madison qui, avec ses collègues, tourne IceCube, le télescope à neutrinos le plus sensible au monde, à la tâche d'aider à démystifier les puissantes impulsions d'énergie radio générées jusqu'à des milliards d'années-lumière de la Terre.

L'idée, le physicien du Wisconsin dit, est de voir si les neutrinos de haute énergie sont générés en même temps que les FRB. Si c'est le cas, cela donnerait aux scientifiques des pistes sur ce qui pourrait générer les puissantes éruptions radio et révélerait quelque chose sur la physique des environnements où elles sont générées.

IceCube est un détecteur de neutrinos composé de 5, 160 modules optiques intégrés dans une gigatonne de glace cristalline à un kilomètre sous le pôle Sud géographique. Soutenu par la National Science Foundation, IceCube est capable de capturer les signatures fugaces des neutrinos de haute énergie - des particules presque sans masse générées, probablement, par dense, objets violents tels que les trous noirs supermassifs, amas de galaxies, et les noyaux énergétiques des galaxies en formation d'étoiles.

La capture avec des rafales radio rapides, note Vandenbroucke, c'est qu'ils sont pour la plupart aléatoires et qu'ils ne durent que quelques millisecondes, trop rapide pour détecter ou effectuer régulièrement des observations de suivi avec des télescopes radio et optiques. Un seul FRB a été trouvé pour répéter, un objet connu sous le nom de FRB 121102 dans une galaxie à environ 3 milliards d'années-lumière. Un avantage clé d'IceCube est le champ de vision extrêmement large du télescope par rapport aux télescopes optiques et radio. Le télescope recueille des données sur les événements de neutrinos lorsque les particules s'écrasent sur la Terre, et il voit tout le ciel dans les hémisphères sud et nord. Cela signifie que si un FRB est détecté par l'un des radiotélescopes du monde, Vandenbroucke et son équipe peuvent analyser les données IceCube pour cette région du ciel au moment où l'impulsion radio a été détectée.

Observer un sursaut radio rapide en conjonction avec des neutrinos serait un coup, aider à établir des objets sources pour les deux types de phénomènes. "Les neutrinos astrophysiques et les sursauts radio rapides sont deux des mystères les plus passionnants de la physique aujourd'hui, " dit Vandenbroucke. " Il peut y avoir un lien entre eux. "

Jusque là, Vandenbroucke et son équipe ont examiné près de 30 FRB, dont 17 rafales du "répéteur, " FRB 121102.

Le premier regard de l'équipe UW, cependant, n'a détecté d'émission de neutrinos avec aucun des FRB identifiés dans les données d'archives d'IceCube. Ne pas voir les neutrinos de concert avec l'un des FRB étudiés jusqu'à présent donne aux scientifiques une limite supérieure sur la quantité d'émission de neutrinos qui pourrait se produire dans une rafale.

"On peut dire que la quantité d'énergie émise par chaque sursaut sous forme de neutrinos est inférieure à une certaine quantité, qui peuvent ensuite être comparés aux prédictions de théories individuelles, " explique Vandenbroucke. " Comme le nombre de sursauts devrait augmenter considérablement au cours des deux prochaines années, ces contraintes deviendront encore plus fortes, ou nous ferons une détection."

Les neutrinos brillants ou de très haute énergie seraient caractéristiques de certaines classes d'objets astronomiques. "Nous avons exclu les sursauts gamma et nous avons fortement limité la possibilité de trous noirs" en tant que sources de neutrinos, dit Vandenbroucke. L'analyse de son équipe sur quatre événements FRB a été publiée en août 2017 Journal d'astrophysique . "Il pourrait y avoir encore plus de physique exotique en cours."

Les scientifiques pensent que les FRB se produisent beaucoup plus fréquemment qu'ils n'ont été observés. Certains estiment qu'il y en a jusqu'à 10, 000 événements FRB par jour venant de toutes les directions du ciel. Et avec les astronomes maintenant à l'affût des impulsions étranges de l'énergie radio, Vandenbroucke s'attend à ce que le rythme des découvertes s'accélère à mesure que les radiotélescopes du monde poursuivent leurs recherches et que de nouveaux interféromètres radio sont mis en service.