Une source cosmique mystérieuse génère 1 652 sursauts radio rapides en seulement 47 jours

En l’espace de quelques semaines, plus de 1 600 nouveaux signaux ont été détectés en provenance de l’une des sources de sursauts radioélectriques les plus étudiées, ce qui a permis d’écarter une hypothèse dominante concernant leur origine.

Des sources mystérieuses

Les sursauts radio rapides (FRB) sont des salves d’ondes radioélectriques d’une durée de quelques millisecondes, transportant chacune plus d’énergie que le Soleil n’en émet en un an. Alors que certains de ces signaux ne sont émis qu’à une seule reprise, d’autres se répètent de manière aléatoire ou selon un cycle prévisible. Cependant, leurs sources restent pour l’heure un mystère.

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Si les trous noirs, les supernovas, les étoiles à neutrons, les particules exotiques et, bien sûr, les extraterrestres ont tous été proposés comme explication, les principaux candidats restent les magnétars, des astres compacts dotés de champs magnétiques incroyablement puissants. La récente détection d’un magnétar dans notre propre galaxie, émettant des signaux suspects de type FRB, semblait être la preuve irréfutable de cette hypothèse.

Une récente étude publiée dans la revue Nature vient toutefois compliquer le tableau. Des astronomes ont utilisé le télescope chinois FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) pour examiner de près l’une des plus célèbres sources de FRB. Premier signal répétitif découvert, le FRB 121102 a été l’un des plus étudiés, mais ces nouvelles observations montrent qu’il est beaucoup plus actif qu’on ne le pensait.

L’équipe a étudié la source pendant près de 60 heures sur 47 jours en 2019, détectant un nombre étonnant de 1 652 sursauts. Il s’agit d’une considérable augmentation : auparavant, seuls 347 sursauts au total avaient été recensés à partir de cette source depuis sa découverte en 2012. L’expansion, de manière aussi radicale, de l’ensemble des données pourrait aider à percer le mystère des FRB.

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122 sursauts détectés en l’espace d’une heure

« C’est la première fois qu’une source de FRB a été étudiée de manière aussi détaillée », précise Bing Zhang, co-auteur de l’étude. « Le grand ensemble de sursauts a aidé notre équipe à affiner comme jamais auparavant l’énergie caractéristique et la distribution de l’énergie des FRB, ce qui apporte un nouvel éclairage sur le mécanisme qui alimente ces mystérieux phénomènes. »

Lorsqu’il était le plus actif, le FRB 121102 a produit 122 sursauts en l’espace d’une heure, soit le taux de répétition le plus élevé de toutes les sources de FRB. Selon l’équipe, ce regain d’activité pourrait aider à départager les deux principaux modèles expliquant comment les magnétars pourraient produire des FRB répétés. Le premier suppose que les signaux proviennent de l’intérieur du champ magnétique de l’étoile, tandis que le second affirme qu’ils sont produits par des « chocs » récurrents de la matière autour de l’étoile.

« De tels résultats remettent en question le second modèle », explique Zhang. « Les sursauts sont trop fréquents et – étant donné que cet épisode représente à lui seul 3,8 % de l’énergie disponible d’un magnétar – il s’ajoute à une trop grande quantité d’énergie pour que le second modèle fonctionne. »

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Une affaire loin d’être résolue

Avec autant de données en main, l’équipe a également vérifié la présence d’un quelconque modèle répétitif des sursauts, sur des échelles allant d’une milliseconde à 1 000 secondes. Aucun n’a été trouvé, ce qui semble écarter la possibilité que le responsable soit un objet compact unique, tel qu’un magnétar.

D’une certaine manière, ces découvertes ne font qu’épaissir le mystère. Mais cela n’exclut pas complètement les magnétars comme source de FRB. Selon l’équipe, les signaux pourraient provenir des interactions de deux de ces astres, gravitant très près l’un de l’autre. Même si le FRB 121102 n’est pas un magnétar, cela ne signifie pas que ces objets ne sont pas à l’origine d’autres FRB. Après tout, les différents signaux présentent un tel éventail de caractéristiques que de multiples explications pourraient être envisagées.