Une succession de sursauts radio rapides venue d’un environnement extrême
De nouvelles détections d’ondes radio provenant d’une succession de sursauts radio rapides ont mis au jour un champ ³¾²¹²µ²Ôé³Ù¾±±ç³Ü±ð d’une puissance exceptionnelle dans l’environnement de la source, indiquant ainsi qu’elle se trouve à proximité d’un trou noir massif ou dans une nébuleuse d’une puissance inouïe.
Cette découverte réalisée par une équipe internationale d’astronomes, dont VictoriaÌýKaspi et ShriharshÌýTendulkar, de l’UniversitéÌýMcGill, a fait l’objet d’un article publié dans l’édition du 11ÌýjanvierÌý2018 de la revue Nature, qui lui a réservé une place en page couverture.
Il y a un an, les astronomes ont repéré la source du mystérieux sursaut radio rapide FRBÌý121102 et révélé qu’elle se trouvait dans une région formatrice d’étoiles d’une galaxie naine située à plus de trois milliards d’années-lumière de la Terre. La grande distance à laquelle se trouve la source permet de croire qu’elle dégage une quantité phénoménale d’énergie à chaque sursautÌý– presque autant en une seule milliseconde que l’énergie dégagée par le Soleil au cours d’une journée entière.
À l’aide de données recueillies par l’observatoire d’Arecibo (à PortoÌýRico) et par le radiotélescope de GreenÌýBank (en Virginie-Occidentale), les chercheurs ont maintenant démontré que les sursauts radio du FRBÌý121102 sont très polarisés. Le comportement de cette émission polarisée permet aux scientifiques de recourir à de nouvelles méthodes pour étudier l’environnement de la source.
Polarisation et rotation de Faraday
Lorsque des ondes radio polarisées traversent une région où se trouve un champ ³¾²¹²µ²Ôé³Ù¾±±ç³Ü±ð, la polarisation est déformée par un effet appelé «Ìýrotation de FaradayÌý»Ìý: plus le champ ³¾²¹²µ²Ôé³Ù¾±±ç³Ü±ð est puissant, plus la rotation est accentuée. L’intensité de la rotation observée dans le cas des sursauts radio du FRBÌý121102 étant l’une des plus importantes jamais mesurées pour une source radio, les chercheurs ont conclu que les sursauts traversent un champ ³¾²¹²µ²Ôé³Ù¾±±ç³Ü±ð extrêmement puissant dans un plasma dense.
«ÌýLorsque j’ai lu le courriel de mes collègues décrivant les résultats de leurs travaux, je n’en croyais pas mes yeuxÌý», affirme VictoriaÌýKaspi, professeure de physique à l’Université McGill et directrice de l’Institut spatial de McGill. «ÌýCe type de gigantesque rotation de Faraday est extrêmement rare. Une fois l’information assimilée, nous nous sommes rendu compte qu’elle constituait un précieux indice sur l’endroit où se trouve cette source mystérieuse.Ìý»
L’existence de cet environnement exceptionnellement magnétisé pourrait notamment tenir au fait que le FRBÌý121102 est situé à proximité d’un trou noir massif dans sa galaxie hôte. Ces plasmas hautement magnétisés ont été observés près du centre de la Voie lactée, qui possède son propre trou noir massif. Selon les auteurs, la rotation des sursauts radio pourrait également être attribuable à la position du FRBÌý121102 dans une puissante nébuleuse (nuage de gaz et de poussières interstellaires) ou parmi les restes d’une étoile morte.
Découverts récemment, les sursauts radio rapides constituent une catégorie d’événements astrophysiques fugaces émanant des profondeurs de l’espace extragalactique. Leur composition physique demeure un mystère. Le FRBÌý121102 est le seul sursaut radio rapide que l’on sait capable de se répéter, et cette caractéristique a amené les membres de la communauté scientifique à se demander si son origine était différente de celle des autres sursauts. «Ìý³¢±ð FRBÌý121102 possédait déjà un caractère unique en raison de sa capacité à se répéter, mais la gigantesque rotation de Faraday que nous avons observée constitue un autre caractère distinctif de ce sursaut. Nous sommes curieux de découvrir si ces deux particularités sont liéesÌý», souligne DanieleÌýMichilli, doctorant à l’Université d’Amsterdam et à l’Institut de radioastronomie des Pays-Bas (ASTRON).
De nouveaux télescopes à la rescousse
Grâce à de nouveaux radiotélescopes à grand champ, les astronomes s’attendent à découvrir cette année de nombreuses autres sources qui leur permettront de répondre à des questions fondamentales sur les sursauts radio rapides.
«Ìý³¢±ð , à Penticton, en Colombie-Britannique, devrait se révéler un excellent instrument de détection de sursauts radio rapidesÌý», estime ShriharshÌýTendulkar, chercheur postdoctoral à l’Institut spatial de McGill. «ÌýLorsqu’il sera mis en service, en 2018, il devrait être en mesure de détecter des sursauts radio rapidesÌý– de quelques-uns à quelques dizainesÌý– chaque jour.Ìý»
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L’article «ÌýAn extreme magneto-ionic environment associated with fast radio burst sourceÌýFRB121102Ìý», par D.ÌýMichilli etÌýcoll., a été publié dans la revue Nature leÌý11ÌýjanvierÌý2018.ÌýDOIÌý: 10.1038/nature25149
Les chercheurs de l’Université McGill ont reçu le soutien financier de la Chaire d’astrophysique et de cosmologie LorneÌýTrottier, du Programme des chaires de recherche du Canada, du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, de l’Institut canadien de recherches avancées et du Centre de recherche en astrophysique du Québec du Fonds de recherche du QuébecÌý–ÌýNature et technologies.
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±Ê±ð°ù²õ´Ç²Ô²Ô±ð²õ-°ù±ð²õ²õ´Ç³Ü°ù³¦±ð²õÌý:
PreÌýVictoriaÌýKaspi, Institut spatial de McGill/Université McGill
vkaspi [at] physics.mcgill.ca
ShriharshÌýTendulkar, Ph.ÌýD., Institut spatial de McGill/Université McGill
shriharsh [at] physics.mcgill.ca
ChrisÌýChipello, Relations avec les médias, Université McGill
Tél.Ìý: 514Ìý398-4201
christopher.chipello [at] mcgill.ca
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Vidéo sur lesÌýsursauts radio rapides et leÌý³Ùé±ô±ð²õ³¦´Ç±è±ðÌý°ä±á±õ²Ñ·¡:Ìý
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