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Plus tôt cette année, des astronomes ont détecté un mystérieux sursaut radio (nommé FRB 180916), qui se répétait tous les 16 jours très exactement. Début juin, un nouveau sursaut rapide (FRB 121102) répétitif a été détecté : ses impulsions se répéteraient tous les 157 jours selon les premières estimations d’une équipe de chercheurs britanniques. Une nouvelle étude confirme aujourd’hui la périodicité du phénomène.

Les sursauts radio rapides (notés FRB pour fast radio burst), ou sursauts Lorimer (du nom de l’astrophysicien qui les a découverts) sont des impulsions radio transitoires, d’une durée de quelques millisecondes. Ils ont été découverts il y a plus d’une dizaine d’années et ne cessent d’intriguer les astronomes.

Leur origine est encore incertaine. Étoiles à neutrons, sursauts gamma, trous noirs ? Les hypothèses expliquant le phénomène sont nombreuses… Les experts s’accordent à dire que ces sursauts sont presque dans tous les cas extragalactiques. Le FRB 121102 provient par exemple d’une galaxie naine située à plus de 3 milliards d’années-lumière !

Une origine extraterrestre peu probable

Plus d’une centaine de FRB ont déjà été détectés depuis leur découverte en 2007, par Duncan Lorimer, mais seuls quelques-uns se répètent. Une chose est sûre : la découverte de FRB se répétant de façon cyclique exclut définitivement tout événement cataclysmique en tant qu’origine du phénomène. FRB 121102 est sans doute le sursaut à répétition le plus étudié. Enregistré pour la première fois en 2012 et décrit en 2014 par l’astrophysicienne Laura Spitler, il affiche une étonnante régularité.

Au mois de mai de cette année, des chercheurs qui s’intéressent à ce sursaut particulier ont publié un article dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, dans lequel ils décrivent l’activité périodique de ce sursaut. Ils ont surveillé de près FRB 121102 à l’aide du télescope Lovell, situé dans le nord-ouest de l’Angleterre. À partir des impulsions enregistrées par le télescope et les données trouvées dans la littérature sur 5 ans, l’équipe a établi un modèle périodique du signal : ils ont estimé que le sursaut avait une période de 157 jours. Plus précisément, il connaît une période d’activité pendant environ 90 jours, puis « s’endort » pendant 67 jours. Selon leurs prévisions, un nouveau sursaut devrait se produire entre le 2 juin et le 28 août 2020.

Et ils ont vu juste, car une autre équipe de chercheurs, menée par Marilyn Cruces de l’Institut Max Planck de radioastronomie, confirment dans une nouvelle étude que FRB 121102 a bien redémarré ; en outre, ils avancent une périodicité cohérente avec celle estimée par leurs confrères : 161 ± 5 jours. D’une part, ces nouvelles données prouvent que FRB 121102 est bien un sursaut radio répétitif et d’autre part, elles permettent aux astronomes de prédire son activité et d’en apprendre davantage sur ses origines.

A priori, pas d’extraterrestres derrière cet étrange phénomène selon Adam Deller, astrophysicien à l’Université de technologie de Swinburne : « Je pense que selon toute vraisemblance, nous trouverons une explication naturelle à ces événements, mais j’aime garder l’esprit ouvert et suivre les preuves partout où elles me mènent ».

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Kaustubh Rajwade, astrophysicien à l’Université de Manchester, auteur principal de la première étude décrivant la période de FRB 121102, pense que ce sursaut pourrait être généré par une étoile à neutrons : « Sur la base des courtes durées et des luminosités élevées des sursauts, il pourrait s’agir d’une étoile à neutrons au champ magnétique très élevé, en orbite autour d’un objet », a-t-il déclaré. Le mouvement orbital pourrait en effet expliquer la périodicité observée pour FRB 121102.

Une activité intense prévue jusqu’à la mi-octobre

Étant donné que la plupart des FRB ne se produisent qu’une seule fois, il n’est pas simple de les étudier. Seuls les sursauts répétitifs offrent l’opportunité aux scientifiques d’étudier de près le phénomène. C’est d’ailleurs grâce à sa récurrence qu’il a été possible de localiser la source de FRB 121102. Les récentes observations ont permis d’affiner sa périodicité ; les auteurs du dernier article en date sur le sujet prévoient que ce sursaut sera en activité jusqu’au 14 octobre, après quoi il entrera en sommeil. La période d’activité suivante devrait avoir lieu du 17 décembre au 24 mars 2021.

En combinant les données collectées par les équipes de Rajwade et Cruces, un autre chercheur de l’observatoire national d’astronomie de Chine, Pei Wang, évalue la périodicité du sursaut à 156,1 jours, soit une valeur très similaire aux propositions de ses confrères européens. Mais selon lui, la source de FRB 121102 devrait cesser d’émettre entre le 31 août et le 9 septembre. Tous les astronomes demeurent ainsi les yeux rivés sur la source du phénomène : les mois à venir apporteront de nouveaux éléments qui permettront sans aucun doute de dater plus précisément la prochaine série d’impulsions.

Sur le même sujet : Un mystérieux événement de type sursaut radio rapide dans la Voie lactée

L’autre sursaut connu pour se répéter de façon périodique est le FRB 180916, dont le cycle est estimé à environ 16 jours (4 jours d’activité pour 12 jours de « repos »). Il a été détecté par le radiotélescope CHIME, situé à Vancouver. Les spécialistes ont localisé sa source dans une galaxie spirale située à un peu moins de 500 millions d’années-lumière.

Si la plupart des FRB sont d’origine extragalactique, des astronomes ont détecté fin avril un FRB qui pourrait provenir d’un magnétar situé dans notre Voie lactée. Situé à « seulement » 30’000 années-lumière, ce magnétar — une étoile à neutrons entourée d’un intense champ magnétique — semble en effet être la source d’une rafale d’ondes radio détectée par plusieurs radiotélescopes du monde entier. C’est la première fois qu’un FRB est détecté au sein de notre galaxie. Les données restent à confirmer, mais les experts pensent que ces magnétars sont une explication tout à fait plausible aux FRB enregistrés depuis des années. L’étude du comportement de FRB 121102 contribuera à élucider le mystère.

Sources : Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Rajwade et al. et arXiv, Cruces et al.

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