Découverte de sursauts radio rapides, répétitifs, et réguliers en provenance d'une galaxie voisine

Publié par Adrien le 24/06/2020 à 09:00
Source: Université McGill
Une équipe d'astronomes dirigée par des scientifiques canadiens, dont font partie des chercheurs de l'Université McGill, a découvert qu'un sursaut radio rapide (SRR) provenant d'une galaxie voisine se répétait à intervalles réguliers.

Les chercheurs du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) de l'Expérience canadienne de cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de données sur un support réduit représentant...) de l'intensité de l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) (CHIME) sur les sursauts radio rapides ont utilisé le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant...) CHIME, situé en Colombie-Britannique, pour montrer que la source radio répétitive désignée FRB 180916.J0158+65 - découverte par le même groupe en 2018 - émettait des pulsations tous les 16,35 jours (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...).

L'étude publiée dans la revue Nature est la première à établir que des SRR répétitifs peuvent se manifester de façon prévisible.


Le radiotélescope CHIME est constitué de quatre cylindres en U de 100 mètres de long, faits d'un treillis métallique, qui ressemblent à des demi‑lunes de planche à neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons....) et dont l'aire totale équivaut à celle de cinq patinoires de hockey. CHIME recompose l'image du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) en traitant les signaux radio captés par plus d'un millier d'antennes. (Source: CHIME)

"Nous sommes tous restés bouche (La bouche (encore dénommée cavité buccale ou cavité orale) est l'ouverture par laquelle la nourriture d'un animal entre dans son corps. Le mot gueule s'utilise...) bée en constatant la périodicité, mais nous avons rapidement compris que nous allions avoir de nouvelles chances d'observer le phénomène en action. Nous savions déjà où regarder pour voir des sursauts; maintenant, nous savons également quand il faut regarder", explique Ziggy Pleunis, 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...) travaillant au Département de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la...) et à 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...) spatial de McGill sous la supervision de Victoria Kaspi, et l'un des principaux chercheurs de l'équipe des sursauts radio rapides de CHIME.

Les SRR ont été observés pour la première fois il y a plus de dix ans. Croyant au départ qu'il s'agissait d'événements ponctuels, les astronomes ont depuis découvert que certaines de ces émissions radio à haute intensité - plus intenses que l'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.) produite 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...) pendant de nombreuses années - se répètent.

Le mystère plane (La plane est un outil pour le travail du bois. Elle est composée d'une lame semblable à celle d'un couteau, munie de deux poignées, à chaque extrémité de la lame. Elle permet le dégrossissage et le creusage de formes courbes, galbées et...) toujours sur ce phénomène, mais la nouvelle étude est un pas de plus vers la découverte de la source de ces SRR.

"Cette découverte écarte certains modèles laissant supposer que les sursauts sont émis sporadiquement, mais beaucoup de modèles intéressants sont toujours à l'étude. L'une des théories les plus prometteuses est la présence de deux étoiles orbitant l'une autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent...) de l'autre, l'une de ces étoiles étant 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.) à neutrons, c'est-à-dire le résidu de l'explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de...) en supernova (Une supernova est l'ensemble des phénomènes conséquents à l'explosion d'une étoile, qui s'accompagne d'une augmentation brève mais fantastiquement...) d'une étoile massive (Le mot massif peut être employé comme :)", précise Pragya Chawla, également doctorante dans le groupe de la professeure Kaspi.

Plus tôt 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.), des astronomes européens, en collaboration avec l'équipe SSR de CHIME, ont réussi à localiser FRB 180916 dans une 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.) voisine située à 500 millions 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 plus massive des...). Partout dans le monde (Le mot monde peut désigner :), des astronomes ont braqué des télescopes en tous genres sur la source, dans l'espoir de trouver une explication à cette répétition.

L'étude

L'article "Periodic activity from a fast radio burst source", par l'équipe SSR de CHIME, a été publié dans la revue Nature.

Le projet de CHIME sur les SSR a reçu une subvention (Une subvention est une aide financière, c’est-à-dire une somme d’argent, qui est allouée par une institution publique ou privée à une personne ou une organisation...) du Fonds d'innovation 2015 de la Fondation canadienne pour l'innovation, ainsi qu'un financement accordé par les gouvernements de la Colombie-Britannique et du Québec, et par l'Institut Dunlap d'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas...) et d'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et...) de l'Université de Toronto (L'Université de Toronto (University of Toronto, U of T) est une université publique canadienne anglophone. Avec plus de 70 000 étudiants, elle constitue la plus grande université du Canada, puisque elle est en...).

Le projet de CHIME sur les sursauts radio rapides

Le projet de CHIME sur les SSR est le fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par...) d'une collaboration entre plus de 50 scientifiques dirigés par l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) McGill, l'Université de la Colombie‑Britannique, l'Université de Toronto, l'Institut Périmètre (Le périmètre d'une figure plane est la longueur du bord de cette figure. Le calcul du périmètre sert par exemple à déterminer la quantité de grillage...) de physique théorique (La physique théorique est la branche de la physique qui étudie l’aspect théorique des lois physiques et en développe le formalisme mathématique.) et le Conseil national de recherches du Canada. L'investissement de 16 millions de dollars a été réalisé par la Fondation canadienne pour l'innovation et les gouvernements de la Colombie-Britannique, de l'Ontario et du Québec. Un financement supplémentaire a été accordé par l'Institut Dunlap d'astronomie et d'astrophysique, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et l'Institut canadien de recherches avancées. Le télescope se trouve à l'Observatoire fédéral de radioastrophysique du Conseil national de recherches du Canada, près de Penticton, au coeur des montagnes de la vallée (Une vallée est une dépression géographique généralement de forme allongée et façonnée dans le relief par un cours d'eau (vallée fluviale) ou un glacier (vallée...) de l'Okanagan, en Colombie-Britannique. CHIME possède le statut d'instrument éclaireur officiel du Réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) d'un kilomètre carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même mesure. Un carré est...) (SKA).

L'Université McGill

Fondée en 1821 à Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de...), au Québec, l'Université McGill est l'une des grandes universités du Canada. Elle compte deux campus (Un campus (du mot latin désignant un champ) désigne l'espace rassemblant les bâtiments et l'infrastructure d'une université ou d'une école située hors d'une ville. Ce terme inclut ainsi les bâtiments...), 11 facultés, 13 écoles professionnelles, 300 programmes d'études et au-delà de 40 000 étudiants, dont plus de 10 200 aux cycles supérieurs. Elle accueille des étudiants originaires de plus de 150 pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine....), ses 12 800 étudiants internationaux représentant 31 % de sa population étudiante. Au-delà de la moitié des étudiants de l'Université McGill ont une langue maternelle autre que l'anglais, et environ 19 % sont francophones.
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