Un mystérieux phénomène galactique expliqué ?

Publié par Redbran le 06/11/2020 à 13:00
Source et illustration: Université McGill
Des observations récentes d'une équipe d'astronomes dirigée par des scientifiques canadiens et notamment formée de chercheurs de l'Institut spatial et du Département de physique de l'Université McGill donnent fortement à penser que certains sursauts radio rapides (FRB, pour fast radio burst) pourraient provenir de magnétars, étoiles à neutrons qui généreraient 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...) d'une extrême intensité. Bien qu'on l'ait cherchée tant et plus, on n'a jamais réussi à trouver la source de ce phénomène mystérieux, qui 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...) de plusieurs hypothèses.

Grande première: sursaut radio intense émanant d'un magnétar galactique

Le 28 avril 2020, une équipe d'une cinquantaine d'étudiants, postdoctorants et professeurs constituant la Collaboration FRB 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...) de l'intensité de l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) (CHIME) a détecté un sursaut radio d'une intensité inhabituelle provenant d'un magnétar situé à proximité, dans la Voie lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom...). Dans un article publié aujourd'hui dans la revue Nature, ces scientifiques indiquent que le sursaut radio était trois mille fois plus intense que les magnétars étudiés à ce 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 éclairent le ciel. Son début (par rapport...), ce qui vient étayer la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent...) voulant que ces étoiles à neutrons soient à l'origine d'au moins certains sursauts radio rapides.

"Selon nos calculs, si un sursaut d'une telle intensité provenait d'une autre galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par ailleurs la suite de deux autres Galaxie, cette fois au singulier.), il serait impossible de le distinguer de certains sursauts radio rapides, ce qui donne vraiment du poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale à l'opposé de la...) à la théorie selon laquelle ces sursauts, ou du moins certains d'entre eux, proviendraient de magnétars", explique Pragya Chawla, coauteure de l'étude et doctorante 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 physique désigne la connaissance de la...) de l'Université McGill (L’Université McGill, située à Montréal au Québec, est une des universités les plus anciennes au Canada.).

Théories sur l'origine des sursauts radio rapides

Les sursauts radio rapides ont été découverts il y a plus de dix ans. S'ils ont d'abord cru avoir affaire à un phénomène isolé, les astronomes ont depuis constaté que certaines de ces émissions radio de 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 étoile de type naine jaune, et composée...) au cours de millions, voire de milliards, d'années - se répétaient.

Selon l'une des théories avancées, les sursauts radio rapides proviendraient en fait de magnétars extragalactiques, jeunes étoiles à neutrons possédant un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique d'une extrême intensité qui, à l'occasion, explosent, relâchant alors d'énormes quantités d'énergie.

"Jusqu'à maintenant, les sursauts radio rapides captés par des télescopes comme CHIME provenaient tous d'autres galaxies; il est donc difficile de les étudier de près", précise Ziggy Pleunis, autre coauteur de l'étude et lui aussi 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...) au Département de physique de 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)....) McGill. "De plus, la théorie des magnétars n'était pas étayée par l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande participation des...) de ces étoiles dans notre propre galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de matière noire et contenant parfois un trou noir...), puisque jusqu'à maintenant, nous constations que l'énergie qu'elles dégageaient était beaucoup moins intense que celle des sursauts radio rapides extragalactiques."

Les sursauts radio rapides proviennent-ils tous de magnétars ?

"Cependant, comme les sources de sursauts radio rapides les plus brillantes et les plus actives possèdent une énergie et une activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) bien supérieures à celles que l'on observe dans les magnétars, on peut penser que certains sursauts proviennent de magnétars plus jeunes, plus énergiques et plus actifs", avance Paul Scholz, Ph. D., 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.) 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...) 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 l'étude...) 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...).

Si une émission radio extragalactique et une émission de rayons X étaient détectées simultanément, nous aurions une preuve tangible que certains sursauts radio rapides proviennent de magnétars. Cela ne sera vraisemblablement possible, toutefois, que pour les sursauts radio rapides provenant d'une source assez rapprochée. La bonne nouvelle, c'est que la Collaboration CHIME-FRB en découvre en bonne quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur...).

L'étude:
L'article "A bright millisecond-duration radio burst from a Galactic magnetar", par la Collaboration CHIME-FRB, a été publié dans la revue Nature.
DOI: 10.1038/s41586-020-2863-y
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