Des astronomes du MIT et de plusieurs universités nord-américaines viennent d’annoncer la découverte d’un nouveau signal radio étrange et persistant, originaire d’une galaxie très éloignée qui semble émettre des flashs avec une régularité étonnante.
Le signal est classé parmi les Sursauts Radio Rapides (ou FRB, pour Fast Radio Burst). Ce sont des émissions très intenses d’onde radio qui proviennent d’objets encore inconnus. Habituellement, ces signaux durent quelques secondes avant de disparaître complètement — d’où leur nom.
Un étonnant signal cosmique périodique
Mais ce signal baptisé FRB 20191221A est différent ; il persiste pendant près de trois secondes. Cela pourrait sembler court, mais c’est une éternité à l’échelle d’un FRB ; la plupart d’entre eux durent environ 1000 fois moins longtemps. Et ce n’est pas la seule particularité de FRB 20191221 A. Pendant cette fenêtre de trois secondes, les chercheurs ont aussi déterminé que ces salves d’ondes radio étaient émises selon un motif bien précis.
Il se répète toutes les 0,2 secondes — « un peu comme un cœur qui bat », expliquent les auteurs. Il devient ainsi le plus long FRB jamais documenté, et surtout, c’est la première fois qu’un d’entre eux présente une périodicité aussi précise. « C’est un signal extrême que nous n’avons jamais vu auparavant », affirment les auteurs.
La source, en revanche, reste encore bien mystérieuse. La seule certitude des spécialistes, pour le moment, c’est qu’elle se retrouve dans une galaxie lointaine, à quelques milliards d’années-lumière de notre Terre. Mais les particularités remarquables du signal pourraient bien aider les astronomes à remonter la piste.
« Il n’y a pas beaucoup de choses dans l’univers qui émettent des signaux strictement périodiques », explique Daniele Michilli, postdoctorant en Astrophysique et Recherche Spatiale au MIT. En partant de ce que l’on sait de notre propre galaxie, il n’y a même que deux candidats possibles : les pulsars radio et les magnétars.
Probablement une étoile à neutrons
Ces deux termes désignent plus ou moins la même classe d’objets, mais avec une différence d’échelle. Dans tous les cas, nous parlons d’une étoile à neutrons. C’est un corps céleste qui apparaît lorsque certaines étoiles arrivent en fin de vie et épuisent tout leur combustible.
Elles subissent alors ce qu’on appelle un effondrement gravitationnel. Puisque les réactions nucléaires sont quasiment au point mort, les forces de pression ne peuvent plus compenser l’immense force gravitationnelle de l’étoile. L’étoile se ratatine alors sur elle-même pour laisser la place à un autre objet comme une naine blanche, ou une étoile à neutrons dans le cas des plus grosses.
Ces dernières sont ridiculement petites par rapport à notre Soleil, et mesurent à peine quelques kilomètres de diamètre. En revanche, une masse gigantesque est concentrée dans ce petit espace. Ils sont donc exceptionnellement denses, ce qui leur confère des propriétés fascinantes pour les astronomes.
Certaines de ces étoiles à neutrons émettent de puissants rayonnements électromagnétiques dans une direction précise, en plus de tourner sur elles-mêmes à grande vitesse. On parle donc de pulsars, puisque ce signal nous parvient comme une pulsation à chaque rotation de l’étoile.
Dans de rares cas, ces étoiles à neutron peuvent aussi présenter un champ magnétique exceptionnellement puissant ; on parle alors de magnétars, et il s’agit des objets les plus magnétiques jamais documentés dans l’univers. On trouve même des étoiles à neutrons qui sont à la fois des pulsars et des magnétars.
Les astronomes commencent à connaître relativement bien les signaux associés à ces objets; il en existe plusieurs exemples remarquables dans notre propre galaxie. Ils ont donc pu confirmer que ce signal étrange provient certainement d’un objet de ce type.
La chasse aux signaux continue
Mais une différence importante les a intrigués ; alors que le corps céleste en question est situé à une très grande distance, le signal qu’il émet est un million de fois plus intense que ceux émis par les pulsars de notre galaxie !
Cela ne signifie pas que les astronomes ont forcément affaire à un méga-magnétar aux proportions invraisemblables. D’après eux, cela pourrait signifier que le signal traverse « un nuage de plasma extrêmement turbulent ». Ce dernier se comporterait comme une sorte de lentille qui amplifierait le signal. Mais ces éléments restent hypothétiques, puisque l’origine exacte du signal reste inconnue.
Désormais, les astronomes espèrent qu’ils pourront à nouveau capter ces « battements de cœur » à l’avenir. Cela leur permettrait d’affiner leurs conclusions sur l’origine du signal, mais aussi sur les étoiles à neutrons en général. « Les futurs télescopes promettent de découvrir des milliers de FRB par mois, et à ce point, nous pourrions trouver de nouveaux signaux périodiques de ce genre », concluent les chercheurs.
Le texte de l’étude est disponible ici.
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