Des scientifiques Ă©tablissent un lien entre de mystĂ©rieux signaux cosmiques et des Ă©toiles effondrĂ©es Â
Une Ă©quipe internationale de scientifiques dirigĂ©e par l’UniversitĂ© McGill a fourni les preuves, sans doute les plus manifestes Ă ce jour, de l’origine de certains sursauts radio rapides – de quelques millisecondes provenant de l’espace. Ces derniers proviendraient des Ă©toiles Ă neutrons, c’est-Ă -dire des rĂ©sidus ultradenses d’étoiles massives ayant explosĂ© en supernova. Cette dĂ©couverte, basĂ©e sur l’analyse du signal radio d’un sursaut radio rapide unique, reprĂ©sente un pas de plus vers la comprĂ©hension de l’un des phĂ©nomènes les plus mystĂ©rieux de l’univers. Â
« Ces rĂ©sultats confirment nos soupçons de longue date, soit qu’il existe un lien entre les sursauts radio rapides et les Ă©toiles Ă neutrons », affirme Ryan Mckinven, chercheur doctoral au DĂ©partement de physique de l’UniversitĂ© McGill et auteur-ressource de l’étude publiĂ©e dans la revue Nature. « Toutefois, cette dĂ©couverte remet aussi en question les modèles thĂ©oriques populaires. En effet, elle prouve que ces ondes radio se produisent beaucoup plus près des Ă©toiles Ă neutrons que ce que l’on croyait Ă l’origine. » Â
Les sursauts radio rapides libèrent, en quelques millisecondes, autant d’énergie que le soleil en une journĂ©e complète. Bien que les scientifiques aient dĂ©nombrĂ© des milliers de ces sursauts depuis leur dĂ©couverte en 2007, leur origine et leur mĂ©canisme demeurent un mystère. ł˘â€™Ă©tłÜ»ĺ±đ de Ryan Mckinven, menĂ©e Ă l’aide du radiotĂ©lescope de l’ExpĂ©rience canadienne de cartographie de l’intensitĂ© de l’hydrogène (CHIME), rĂ©vèle une nette similaritĂ© entre le comportement du signal des sursauts radio rapides et celui des pulsars, un type d’étoiles Ă neutrons Ă©mettrices de signaux radioĂ©lectriques ayant fait l’objet de nombreuses Ă©tudes.Â
Souvent, les signaux des sursauts radio rapides sont hautement polarisĂ©s, ce qui signifie que les ondes radio oscillent principalement vers une direction prĂ©cise. En se penchant sur ce phĂ©nomène, l’équipe de Ryan Mckinven a observĂ© des changements radicaux dans l’angle de polarisation d’un sursaut de 2,5 millisecondes. Cette caractĂ©ristique, typique chez les pulsars, demeure toutefois rare chez les sursauts radio rapides. Les chercheurs ont donc cru initialement qu’un pulsar mal catĂ©gorisĂ© de la Voie lactĂ©e Ă©tait Ă l’origine de ce signal. ł˘â€™Ă©tłÜ»ĺ±đ approfondie du phĂ©nomène a cependant confirmĂ© que le sursaut radio rapide provenait d’une galaxie situĂ©e Ă des millions d’annĂ©es-lumière de la nĂ´tre. Â
« La polarimĂ©trie est l’un des rares outils dont nous disposons pour analyser ces sources distantes », explique Ryan Mckinven. « Cette dĂ©couverte encouragera probablement d’autres chercheurs Ă Ă©tudier des comportements similaires dans d’autres sursauts radio rapides afin d’émettre des thĂ©ories visant Ă concilier les diffĂ©rences observĂ©es dans les signaux polarisĂ©s. »Â
Ces travaux ont aussi mis en lumière la grande utilitĂ© du tĂ©lescope CHIME, situĂ© Ă Penticton, en Colombie-Britannique. Il s’agit du seul tĂ©lescope ayant la capacitĂ© de dĂ©tecter des milliers de sursauts radio rapides quotidiennement. L’énorme quantitĂ© de donnĂ©es ainsi produite permet aux scientifiques de dĂ©tecter des signaux uniques, comme celui ayant fait l’objet de l’étude susmentionnĂ©e, et de faire progresser les connaissances sur les sursauts radio rapides.Â
« Nous nous rapprochons de plus en plus de notre objectif, soit de lever le voile sur ce grand mystère cosmique », affirme Ryan Mckinven. « Les sursauts radio rapides sont rĂ©pandus, mais leur vraie nature demeure en grande partie inconnue. Chaque dĂ©couverte que nous faisons sur leur origine ouvre une nouvelle fenĂŞtre sur la dynamique de l’univers. »  Â
Dans son étude menée sur le même sursaut radio rapide, également publiée dans le même numéro de la revue Nature, la chercheuse principale Kenzie Nimmo, de l’Institut de technologie du Massachusetts, corrobore l’hypothèse de l’étoile à neutrons. 
« Nous avons découvert que ce sursaut radio rapide “clignote”, un peu comme les étoiles dans le ciel. Ce scintillement signifie que la région d’où provient le sursaut est incroyablement petite. En fait, nous avons établi qu’il était émis à partir d’une zone mesurant moins de 10 000 kilomètres, et ce, malgré la distance de plus de 200 millions d’années-lumière qui nous sépare. Ces données d’une précision remarquable révèlent que le sursaut radio rapide provient de la zone intensément magnétique qui entoure les étoiles à neutrons, soit l’un des environnements les plus extrêmes de l’Univers », affirme la chercheuse.
Les études dirigées par les deux chercheurs corroborent fortement l’hypothèse selon laquelle une étoile à neutrons serait à l’origine de ce sursaut radio rapide – et, par extension, d’autres sursauts.
« Ces observations nous offrent un rare aperçu de la source d’émission potentielle de ce sursaut radio rapide », indique Aaron Pearlman, boursier postdoctoral Banting au Département de physique et à l’Institut spatial Trottier de McGill, et coauteur des études menées par Ryan Mckinven et Kenzie Nimmo. « Le schéma de scintillement et le changement d’angle de polarisation de ce sursaut correspond au comportement auquel on s’attend d’une impulsion radio supergéante provenant d’une zone en périphérie d’une étoile à neutrons hautement magnétisée et en rotation. Ces études fournissent davantage de preuves en faveur de l’hypothèse voulant que certains sursauts radio rapides soient générés par des étoiles à neutrons. »
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L’article « », par Ryan Mckinven et coll., est paru dans la revue Nature. L’Institut spatial Trottier de McGill mène ses activités grâce à un généreux don de la Fondation familiale Trottier. L’équipe CHIME est dirigée par l’Université McGill, l’Université de Toronto et l’Université de la Colombie-Britannique, et financée par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et d’autres partenaires.
