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Posté par Redbran le Mardi 16/01/2018 à 12:00
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 magnétique d'une puissance exceptionnelle dans l'environnement de la source, indiquant ainsi qu'elle se trouve à proximité d'un trou noir (En astrophysique, un trou noir est un objet massif dont le champ gravitationnel est si intense qu’il empêche toute forme de matière ou de rayonnement de s’en...) massif (Le mot massif peut être employé comme :) ou dans une nébuleuse (Une nébuleuse (du latin nebula, « nuage ») désigne, en astronomie, un objet céleste d’aspect diffus composé de gaz raréfié et/ou...) d'une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) inouïe.

Cette découverte réalisée par une équipe internationale d'astronomes, dont Victoria Kaspi et Shriharsh Tendulkar, de l'Université McGill, a fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par...) d'un article publié dans l'édition du 11 janvier 2018 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 FRB 121102 et révélé qu'elle se trouvait dans une région formatrice d'étoiles d'une galaxie naine (Une galaxie naine est une petite galaxie composée de l'ordre de 10 milliards d'étoiles, un nombre relativement faible par rapport aux 100 milliards d'étoiles de notre galaxie, la Voie lactée.) située à plus de trois milliards d'années-lumière de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la...). La grande distance à laquelle se trouve la source permet de croire qu'elle dégage une quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de...) phénoménale d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) à chaque sursaut - presque autant en une seule milliseconde que l'énergie dégagée par le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une...) au cours d'une journée entière.

À l'aide de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) recueillies par l'observatoire d'Arecibo (à Porto Rico) et par le radiotélescope (Un radiotélescope est un télescope spécifique utilisé en radioastronomie pour capter les ondes radioélectriques émises...) de Green Bank (en Virginie-Occidentale), les chercheurs ont maintenant démontré que les sursauts radio du FRB 121102 sont très polarisés. Le comportement de cette émission polarisée permet aux scientifiques de recourir à de nouvelles méthodes pour étudier l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...) de la source.

Polarisation et rotation de Faraday

Lorsque des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) radio polarisées traversent une région où se trouve un champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une...), la polarisation est déformée par un effet appelé " rotation de Faraday " : plus le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique est puissant, plus la rotation est accentuée. L'intensité de la rotation observée dans le cas des sursauts radio du FRB 121102 étant l'une des plus importantes jamais mesurées pour une source radio, les chercheurs ont conclu que les sursauts traversent un champ magnétique extrêmement puissant dans un plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui constituerait les grandes étoiles à neutrons avant qu'elles ne...) dense.

" Lorsque j'ai lu le courriel de mes collègues décrivant les résultats de leurs travaux, je n'en croyais pas mes yeux ", affirme Victoria Kaspi, professeure de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la...) à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) McGill et directrice de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) spatial de McGill. " Ce type de gigantesque rotation de Faraday est extrêmement rare. Une fois l'information assimilée, nous nous sommes rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de...) compte qu'elle constituait un précieux indice sur l'endroit où se trouve cette source mystérieuse. "

L'existence de cet environnement exceptionnellement magnétisé pourrait notamment tenir au fait que le FRB 121102 est situé à proximité d'un trou noir massif dans sa galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir supermassif en son centre.) hôte. Ces plasmas hautement magnétisés ont été observés près du centre de la Voie lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une...), qui possède son propre trou noir massif. Selon les auteurs, la rotation des sursauts radio pourrait également être attribuable à la position du FRB 121102 dans une puissante nébuleuse (nuage de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un...) et de poussières interstellaires) ou parmi les restes d'une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) 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 FRB 121102 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 (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) à se demander si son origine était différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application définie à l'aide de la trace, dans l'anneau...) de celle des autres sursauts. " Le FRB 121102 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 liées ", souligne Daniele Michilli, doctorant (Un doctorant est un chercheur débutant s'engageant, sous la supervision d'un directeur de thèse, dans un projet de recherche sur une durée variable selon les pays et les statuts, comprenant la rédaction et la...) à l'Université d'Amsterdam et à l'Institut de radioastronomie (La radioastronomie est une branche de l'astronomie qui s'occupe de l'observation du ciel dans le domaine des ondes radio. C'est une science relativement jeune qui a fait ses débuts dans les années 1930.) 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 (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié à la révolution de la Terre autour du Soleil.) de nombreuses autres sources qui leur permettront de répondre à des questions fondamentales sur les sursauts radio rapides.

Le télescope CHIME, à Penticton, en Colombie-Britannique, devrait se révéler un excellent instrument de détection de sursauts radio rapides ", estime Shriharsh Tendulkar, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent...) postdoctoral à l'Institut spatial de McGill. " Lorsqu'il sera mis en service, en 2018, il devrait être en mesure de détecter des sursauts radio rapides - de quelques-uns à quelques dizaines - chaque jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...). "

Contacts chercheurs:
- Pre Victoria Kaspi, Institut spatial de McGill/Université McGill
- Shriharsh Tendulkar, Ph. D., Institut spatial de McGill/Université McGill

Pour plus d'information voir:
- Télescope CHIME
- https://www.techno-science.net/?onglet=news&news=15874

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Source: Université McGill
 
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