L’origine d’un sursaut radio rapide a été retracée dans une galaxie spirale à haut taux de formation stellaire

Les sursauts radio rapides (FRB) sont de brèves émissions électromagnétiques ultra-énergétiques dont le mécanisme exact est encore inconnu des astrophysiciens. L’origine des FRB est longtemps restée un mystère, mais depuis peu, les chercheurs sont parvenus à retracer la source de quelques-uns d’entre eux. C’est notamment le cas de FRB 180916, un sursaut radio rapide répétitif dont l’origine est localisée dans une galaxie spirale. Si ces résultats sont importants, ils compliquent cependant la distinction théorique entre FRB répétitifs et non répétitifs. 

L’origine de ce signal répétitif est une galaxie spirale, située à 500 millions d’années-lumière de la Terre, ce qui en fait la source connue la plus proche de sursauts radio rapides (FRB). Et les FRB émanent spécifiquement d’une région de seulement 7 années-lumière, dans une zone à fort taux de formation stellaire. La découverte a été publiée dans la revue Nature.

« L’emplacement de cet objet est radicalement différent de celui des FRB répétés précédemment localisés, mais aussi de tous les FRB précédemment étudiés. Cela brouille les différences entre FRB répétitifs et non répétitifs. Il se peut que les FRB soient produits dans un grand nombre de zones à travers l’Univers et nécessitent juste quelques conditions spécifiques pour être visibles » déclare l’astronome Kenzie Nimmo de l’Université d’Amsterdam.

Retracer l’origine des FRB répétitifs

Les FRB sont parmi les mystères les plus étranges de l’Univers. Ce sont des pointes extrêmement brèves de rayonnement électromagnétique détectées par les radiotélescopes, qui ne durent pas plus de quelques millisecondes au plus. Mais en ce temps-là, ils peuvent décharger plus d’énergie que 500 millions de soleils.

La plupart des FRB détectés à ce jour ne sont apparus qu’une seule fois. Ceux-ci sont impossibles à prévoir, ce qui les rend extrêmement difficiles à retracer — à ce jour, seuls trois ont eu leur origine localisée dans une galaxie.

Mais ces dernières années, nous avons commencé à trouver des FRB qui se répètent et, en 2017, les scientifiques ont réussi à retrouver l’origine de l’un d’entre eux. L’année dernière, des astrophysiciens ont annoncé que l’expérience CHIME au Canada avait détecté huit nouveaux FRB répétitifs, portant le nombre de répéteurs connus à un total de 10. Il s’agit de l’un de ces nouveaux répéteurs — un signal appelé FRB 180916.J0158 + 65 (FRB 180916 pour faire court) — que les astronomes ont maintenant tracé.

Une équipe internationale d’astronomes a utilisé huit télescopes participant au réseau européen VLBI pour effectuer des observations de suivi en direction de FRB 180916. Au cours de cinq heures, ils ont détecté quatre autres sursauts — ce qui leur a permis de retracer l’origine du signal. Et cela les a conduits à une galaxie spirale appelée SDSS J015800.28 + 654253.0.

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FRB 180916 : un sursaut radio rapide aux origines galactiques

FRB 121102 a été le premier FRB à répétition rapide à être localisé. Il a été détecté comme émanant d’une galaxie naine pauvre en métaux, à plus de 3 milliards d’années-lumière de distance. Le signal avait été déformé par un phénomène appelé « effet Faraday », qui se produit lorsque le rayonnement électromagnétique interagit avec un champ magnétique. Cela suggère que FRB 121102 a été produit dans un environnement extrême, comme la région autour d’un trou noir supermassif. Fait intéressant, lui aussi semblait être proche d’une région de formation d’étoiles.

Les trois autres FRB non répétitifs, d’autre part, ont été trouvés dans des galaxies beaucoup plus conventionnelles — mais une seule d’entre elles était proche d’une région de formation d’étoiles. FRB 180916 n’était pas aussi déformé par l’effet Faraday que FRB 121102, ce qui indique que son environnement n’était pas aussi magnétique ; et il a été découvert assez loin du centre galactique.

Les explications possibles pour les FRB à ce jour incluent les étoiles à neutrons, les trous noirs, les pulsars avec des étoiles compagnes, les pulsars en implosion, un type d’étoile appelé blitzar, une connexion avec des sursauts gamma (qui, nous le savons maintenant, peuvent être causés par la collision d’étoiles à neutrons ), et des magnétars générant des éruptions géantes.

Sources : Nature