De partout dans le ciel, l’Univers lance de mystérieux signaux.
Nous ne savons pas vraiment ce qu’ils sont, ni ce qui les crée ; mais une nouvelle analyse de leur provenance nous donne des indices sur les sources de ces étranges émissions que nous appelons sursauts radio rapides (FRB).
Dirigée par l’astronome Kritti Sharma du California Institute of Technology, une équipe internationale a mené un recensement et déterminé que les FRB sont plus susceptibles de provenir de galaxies avec des populations d’étoiles relativement jeunes. C’est quelque peu attendu. Ce à quoi les chercheurs ne s’attendaient pas, c’est que ces galaxies seraient probablement assez grandes, avec un grand nombre d’étoiles – ce qui est en fait assez rare.
Cela suggère qu’il pourrait y avoir quelque chose d’inhabituel dans la façon dont les FRB sont générés.
Nous avons déjà de très bonnes idées sur ce que sont les FRB. Tout d’abord, une description : ce sont des émissions de lumière radio très puissantes mais très brèves qui durent de quelques fractions de millisecondes à plusieurs secondes. Ils viennent de partout dans le ciel, leurs sources des millions à milliards à des années-lumière, semblant souvent clignoter une fois et plus jamais.
Cela les rend impossibles à prédire et difficiles à retracer, mais nous nous améliorons en matière de détection grâce à une surveillance à vue large, et nous nous améliorons également en matière de localisation de leurs galaxies hôtes.
Quant à ce qu’ils sont, nous y réfléchissons également. Becquet: ce ne sont pas des extraterrestres. Plutôt, le premier FRB détecté ici même dans la Voie Lactée de retour en 2020 a été attribué à un magnétar – une sorte de étoile à neutrons qui possède un champ magnétique 1 000 fois plus puissant que celui d’une étoile à neutrons ordinaire. L’interaction push-pull entre le champ magnétique et la gravité de l’objet peut créer des tremblements d’étoiles qui envoient une lumière radio clignotante dans le ciel.
Tous les FRB ne se comportent pas de la même manière, il est donc possible qu’il existe plusieurs types de sources. Le fait de déterminer où se situent ces sources nous renseigne sur les conditions environnementales les plus susceptibles de les produire, ce qui nous permet de tirer des conclusions sur ce qu’elles sont.
Sharma et ses collègues ont collecté des observations à l’aide d’un interféromètre radio appelé le Réseau synoptique profond dans un nouvel effort pour détecter les FRB et les localiser. Ils ont soigneusement étudié les propriétés de 30 galaxies hôtes FRB et ont déterminé que les sursauts radio émergent généralement de galaxies abritant des populations de jeunes étoiles.
Cela n’est pas surprenant si les progéniteurs des FRB sont des magnétars. Les étoiles à neutrons sont les noyaux effondrés d’étoiles massives qui sont devenues une supernova via l’effondrement du noyau, et les étoiles massives ont une durée de vie plus courte que les plus petites. Magnétars sont de jeunes étoiles à neutronsnous nous attendons donc à les trouver dans des endroits où la plupart des étoiles sont jeunes et ont une vie courte.
Bien que certains FRB aient précédemment été détecté dans populations de vieilles étoiles, et dans galaxies de faible massel’analyse de l’équipe a montré que les progéniteurs les plus courants sont de loin des galaxies de masse élevée avec de jeunes étoiles. Cela suggère que les environnements stellaires jeunes et massifs sont importants pour la formation des progéniteurs FRB ; s’ils ne l’étaient pas, nous verrions une répartition plus large entre les types de galaxies.
On ignore pourquoi cela pourrait se produire, mais les chercheurs pensent que la métallicité de ces galaxies massives formant des étoiles pourrait jouer un rôle. Les galaxies massives ont généralement une teneur en métaux beaucoup plus élevée que leurs homologues de masse inférieure et ont également tendance à produire des étoiles plus lourdes.
Mais il y a un autre problème. Les supernovae d’effondrement du noyau se produisent à un rythme similaire au taux de formation d’étoiles dans l’Univers. Si les magnétars qui produisent les FRB se forment de cette manière, la distribution des FRB devrait être globalement cohérente avec la distribution des supernovae à effondrement du noyau, même pour les galaxies de faible masse – mais ce n’est pas le cas. Cela suggère que les magnétars formés par l’effondrement du noyau ne sont pas le principal ancêtre du FRB.
L’équipe a effectué des simulations et a trouvé une solution. Les magnétars qui émettent des FRB pourraient se former à partir de fusions d’étoiles binaires. Cela est plus susceptible de se produire dans des environnements contenant des étoiles plus massives, comme les galaxies identifiées par les chercheurs.
Nous n’avons toujours pas d’explication globale sur les origines des FRB, mais la recherche renforce considérablement les arguments en faveur des magnétars et suggère que des circonstances particulières pour la formation de ces magnétars sont également en jeu.
L’étude des FRB continue de progresser, mais les astronomes découvrent constamment de nouveaux signaux étranges. Plus nous en trouverons, plus nous pourrons analyser de données pour résoudre le mystère des origines des FRB. C’est un période extrêmement excitante pour être en vie et étudier les étoiles.
La recherche a été publiée dans Nature.
