Nous avons détecté un nouveau signal étrange à travers le gouffre du temps et de l’espace.
Une répétition rafale radio rapide La source détectée l’année dernière a été enregistrée en crachant 1 863 rafales en 82 heures, sur un total de 91 heures d’observation.
Ce comportement hyperactif a permis aux scientifiques de caractérisent non seulement la galaxie qui héberge la source et sa distance par rapport à nous, mais aussi quelle est la source.
L’objet, nommé FRB 20201124A, a été détecté avec le radiotélescope sphérique à ouverture de cinq cents mètres (FAST) en Chine et décrit dans un nouvel article dirigé par l’astronome Heng Xu de l’Université de Pékin en Chine.
Jusqu’à présent, la plupart des preuves indiquent un magnétar – un étoile à neutrons avec des champs magnétiques extraordinairement puissants – comme source d’émissions FRB comme celle-ci.
Si FRB 20201124A provient bien de l’une de ces bêtes cosmiques sauvages, il ressemble à un spécimen inhabituel.
“Ces observations nous ont ramenés à la planche à dessin”, dit l’astrophysicien Bing Zhang de l’Université du Nevada, Las Vegas.
“Il est clair que les FRB sont plus mystérieux que ce que nous avons imaginé. Des campagnes d’observation à plusieurs longueurs d’onde sont nécessaires pour dévoiler davantage la nature de ces objets.”
Rafales radio rapides ont été une source de perplexité pour les astronomes depuis leur découverte il y a 15 ans, dans des données d’archives remontant à 2001 : un pic d’émission radio incroyablement puissant qui ne dure qu’un clin d’œil.
Depuis lors, bien d’autres ont été détectés : des rafales d’ondes radio d’une durée d’une milliseconde, déchargeant à ce moment-là autant d’énergie que 500 millions de soleils.
La plupart enregistrés n’ont éclaté qu’une seule fois, ce qui les rend difficiles à étudier (et encore moins à comprendre). Une poignée d’entre eux ont été détectés en train de se répéter, ce qui a au moins aidé les scientifiques à les retracer jusqu’aux galaxies hôtes.
Puis, en 2020, une percée. Pour la première fois, une rafale radio rapide a été détecté dans la Voie lactée – amenant les astrophysiciens à retracer le phénomène jusqu’à l’activité du magnétar.
Cet exemple FRB extraordinaire le plus récent est un autre exemple d’un répéteur rare. En moins de deux mois d’observation, FRB 20201124A a fourni aux astronomes le plus grand échantillon de données de rafales radio rapides avec polarisation que toute autre source FRB.
La polarisation fait référence à l’orientation des ondes lumineuses dans un espace tridimensionnel. En examinant à quel point cette orientation a changé depuis que la lumière a quitté sa source, les scientifiques peuvent comprendre l’environnement qu’elle a traversé. Une forte polarisation suggère un environnement magnétique puissant, par exemple.
Sur la base de la richesse des données fournies par FRB 20201124A, les astronomes ont pu déduire que la source est un magnétar.
Mais il y avait quelque chose d’étrange. La façon dont la polarisation a changé au fil du temps a suggéré que la force du champ magnétique et la densité des particules autour du magnétar fluctuaient.
“Je l’assimile au tournage d’un film sur les environs d’une source FRB, et notre film a révélé un environnement magnétisé complexe, en évolution dynamique, qui n’avait jamais été imaginé auparavant”, Zhang explique.
“Un tel environnement n’est pas directement attendu pour un magnétar isolé. Quelque chose d’autre pourrait se trouver à proximité du moteur FRB, peut-être un compagnon binaire.”
Ce compagnon, selon les données, pourrait être une étoile bleue chaude de type Be, que l’on trouve souvent chez les compagnons d’étoiles à neutrons. La preuve en était présenté dans un document séparédirigée par l’astronome Fayin Wang de l’Université de Nanjing en Chine.
Mais il y avait aussi autre chose de particulier.
En tant que type d’étoile à neutrons, les magnétars sont les noyaux effondrés d’étoiles massives qui, n’ayant plus de carburant pour brûler et fournir une pression vers l’extérieur, s’effondrent sous leur propre gravité.
De telles étoiles brûlent rapidement leur carburant et ont une vie courte, expulsant leur matériau extérieur dans une supernova lorsque le noyau s’effondre.
Parce que leur vie est si courte, on pense que ces jeunes magnétars se trouvent dans des régions où la formation d’étoiles se produit encore. Les étoiles vivent leur courte vie et meurent, créant plus de nuages de matière pour donner naissance à plus d’étoiles. C’est un beau cercle cosmique de vie.
Mais FRB 20201124A a été trouvé dans une galaxie qui ressemble beaucoup à la Voie lactée. Il n’y a pas beaucoup de formation d’étoiles ici à la maison, donc il ne devrait pas y avoir non plus de baby-boom d’étoiles près de notre nouvel ami FRB inhabituel.
FRB 20201124A n’est pas la seule source FRB à trouver dans une galaxie relativement dépourvue de formation d’étoiles, cependant.
Le nombre croissant suggère qu’il y a une information vitale qui nous manque peut-être, un trou dans notre compréhension des magnétars FRB, comment ils se forment et les endroits où ils résident.
Mais la caractérisation de la source signifie que nous avons un nouvel endroit où chercher des réponses. Les travaux de Wang et de ses collègues suggèrent que les binaires étoile à neutrons-étoile Be pourraient être l’un des meilleurs endroits pour rechercher des signaux rapides de type rafale radio.
Les deux articles ont été publiés dans La nature et Communication Nature.
