Vue d'artiste du radio-télescope australien SKA Pathfinder (ASKAP) du CSIRO qui trouve une rafale radio rapide et détermine son emplacement précis. Les télescopes optiques KECK, VLT et Gemini South ont rejoint ASKAP avec des observations de suivi pour imager la galaxie hôte.
(Image: © CSIRO / Andrew Howells)
Les astronomes commencent à obtenir les marchandises sur l'un des phénomènes les plus mystérieux de l'univers.
Pour la deuxième fois seulement, les chercheurs ont identifié l'emplacement d'une rafale radio rapide (FRB), une explosion ultra-brève qui libère autant d'énergie en 1 milliseconde que le soleil de la Terre pendant près d'un siècle.
La rafale isolée, précédemment identifiée, connue sous le nom de FRB 121102, est un "répéteur" rare, qui a explosé des dizaines de fois au cours des dernières années. Mais l'explosion retrouvée fait partie de la classe des "one-off" beaucoup plus fréquemment observée. Sa découverte, qui a été annoncée aujourd'hui (27 juin) dans la revue Science, montre que ces bêtes insaisissables peuvent être tracées et suivies, permettant potentiellement aux astronomes de finalement comprendre ce qui les cause.
"C'est la grande percée que le domaine attend depuis que les astronomes ont découvert des éclats radio rapides en 2007", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Keith Bannister, de l'Organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth (CSIRO), dans un communiqué. (Le CSIRO est l'agence scientifique nationale de l'Australie.)
Bannister et ses collègues ont trouvé le FRB en utilisant l'Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP), un réseau de 36 radiotélescopes à l'Observatoire de radioastronomie de Murchison du CSIRO en Australie occidentale. Ils ont détecté l'éclatement du 24 septembre 2018, ce qui explique son nom - FRB 180924. (Le répéteur FRB 121102 a été repéré pour la première fois en 2012, comme vous l'avez peut-être maintenant supposé.)
C'était assez excitant, étant donné que le nombre total de FRB connus était de 85. (Seulement deux d'entre eux sont des répéteurs.) Mais l'équipe a innové en suivant leur découverte jusqu'à sa source.
Les chercheurs ont développé une nouvelle technique qui a reconnu automatiquement FRB 180924 moins de 300 millisecondes après que l'éclatement a frappé les plats ASKAP. Cette vitesse était essentielle, car l'équipe devait accéder à des données écrasées toutes les 3,1 secondes.
Les scientifiques ont ensuite mesuré les minuscules différences dans l'heure d'arrivée du FRB 180924 dans les 36 boîtes ASKAP jusqu'à environ 1 / 100e de nanoseconde. La comparaison de ces différences leur a permis de déterminer la source de l'éclatement dans le ciel avec une précision de 0,00002 degrés - l'équivalent de la largeur d'un cheveu humain vue à 650 pieds (200 mètres).
Cette source se trouve à la périphérie d'une grande galaxie appelée DES J214425.25−405400.81. On savait peu de choses sur cette galaxie, alors les chercheurs l'ont caractérisée à l'aide d'observations optiques par le télescope Keck II à Hawaï et le télescope Very Large Telescope et Gemini South, tous deux au Chili.
L'équipe d'étude a déterminé que DES J214425.25−405400.81 se trouve à environ 3,6 milliards d'années-lumière de la Terre. De plus, la galaxie est environ 1 000 fois plus massive et forme des étoiles beaucoup moins activement que la naine qui héberge FRB 121102 (qui se trouve à environ 3 milliards d'années-lumière de la Terre).
Et FRB 121102 se trouve près du centre de sa galaxie d'origine, la région où un trou noir supermassif se cache probablement.
Ces différences sont importantes car elles montrent "que les FRB peuvent provenir d'un large éventail de types de galaxies et d'environnements", a déclaré Bannister à Space.com par e-mail. "Ils ne semblent pas avoir besoin de conditions très spéciales pour se produire."
L'emplacement du FRB 180924 offre également quelques indices sur les processus mystérieux qui entraînent les FRB. Par exemple, Bannister a déclaré que les trous noirs supermassifs sont exclus pour cette explosion particulière, étant donné sa distance considérable (13 000 années-lumière) du noyau galactique.
En effet, la nouvelle étude pourrait inciter à repenser considérablement la génération de FRB, ont déclaré les membres de l'équipe.
"Le modèle le plus crédible pour les salves, conçu pour expliquer le répéteur, suggère qu'elles sont produites par de jeunes magnétars (étoiles à neutrons hautement magnétisées)", a déclaré à Space.com Ryan Shannon, co-auteur de l'Université de technologie de Swinburne à Melbourne.
"Ces magnétars sont préférentiellement formés dans de minuscules galaxies naines, comme celle de l'hôte FRB 121102", a ajouté Shannon. "Soit le modèle doit être assoupli pour permettre la production de rafales dans une diversité d'environnements, soit il existe deux mécanismes pour produire des rafales."
(Il y a toujours la possibilité que les FRB soient générés par des civilisations avancées, bien sûr. Mais c'est un plan à long terme, comme les invocations extraterrestres ont tendance à l'être.)
Les modèles deviendront de plus en plus forts à mesure que de plus en plus de FRB sont identifiés en utilisant les méthodes mises au point par Bannister et son équipe. Et il y a aussi d'autres implications passionnantes de la découverte.
Par exemple, la quantité de FRB de gaz traversant est codée dans les signaux des salves, a déclaré Bannister. La galaxie d'origine de FRB 180924 a relativement peu de gaz, de sorte que la majeure partie des informations codées de la salve a donc été transmise par le gaz dans le milieu intergalactique.
Le gaz qui se trouve entre les galaxies est très difficile à étudier car il ne brille pas - mais les astronomes peuvent maintenant avoir un moyen viable de le voir.
"Nous avons démontré qu'il est techniquement possible de capturer des salves ponctuelles et qu'il s'agit de sondes propres de milieu intergalactique", a déclaré Shannon.
"L'étape suivante consiste à voir si d'autres salves ponctuelles sont comme FRB 180924 (provenant de galaxies massives) ou si elles ressemblent davantage au premier répéteur", a-t-il ajouté. "Je pense qu'ils seront comme 180924, et nous pourrons ouvrir une nouvelle fenêtre sur le Web cosmique presque invisible."
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