Plus de 500 nouveaux sursauts radio rapides détectés en une seule année

Publié par Redbran le 11/06/2021 à 13:00
Source: Université McGill
Les sursauts radio rapides (FRBs, de l'anglais fast radio bursts) sont de puissants flashs de lumière radio qui ne durent que quelques millisecondes avant de disparaître sans laisser de traces. L'origine des FRBs est inconnue, et leur apparition imprévisible. Au cours de la décennie (Une décennie est égale à dix ans. Le terme dérive des mots latins de decem « dix »...) qui a suivi la découverte du premier sursaut en 2007, seulement 140 FRBs ont été repérés. L'inauguration d'un grand radiotélescope (Un radiotélescope est un télescope spécifique utilisé en radioastronomie pour...) en Colombie-Britannique en 2018 a propulsé la détection de nouveaux FRBs, quadruplant le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de signaux connus en une année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) seulement, pour un grand total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) de 535 nouveaux FRBs découverts.

Le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) Fast Radio Burst de l'Expérience canadienne de cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le...) de l'intensité de l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) (CHIME/FRB), une collaboration interuniversitaire dirigée par McGill, a assemblé leur premier catalogue CHIME/FRB. Celui-ci sera présenté cette semaine à l'assemblée de la Société Américaine d'Astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...).


Télescope CHIME - Illustration CHIME

CHIME se distingue des autres radiotélescopes par le fait qu'il observe l'intégralité du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) nordique à chaque jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...). Les signaux captés par les milliers d'antennes de CHIME sont traités en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) réel, procurant ainsi l'avantage d'une sensibilité accrue sur une large gamme de fréquences. Les découvertes réalisées par ce radiotélescope révèlent déjà des indices cruciaux quant aux propriétés des FRBs. Notamment, deux classes de FRBs semblent émerger, se distinguant par la morphologie du sursaut et par la gamme des fréquences radio émises.

Différentes caractéristiques astrophysiques sous-jacentes à des classes distinctives de FRBs ?

Parmi les 535 FRBs du tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) nouveau catalogue CHIME FRB, les scientifiques ont identifié 18 sources émettant des sursauts de façon répétitive et irrégulière, tandis qu'un seul sursaut a été enregistré chez les autres sources de FRBs. Les FRBs répétitifs sont également différents en apparence: chaque flash dure légèrement plus longtemps et émet des fréquences radio plus focalisées que les sursauts ponctuels, non répétitifs.

"Dans certains cas, une source doit être observée pendant des milliers d'heures (L'heure est une unité de mesure  :) pour détecter un seul FRB, tandis que d'autres émettent plus d'un FRBs en l'espace d'une dizaine d'heures", explique Pragya Chawla, doctorante au département de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) de l'Université McGill (L’Université McGill, située à Montréal au Québec, est une des...). "Notre échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou...) actuel indique qu'il y a des différences significatives entre les propriétés des FRBs répétitifs et celles des non-répétitifs, et les études à venir nous permettront de déterminer si les phénomènes astrophysiques produisant les FRBs chez ces deux types d'événements sont fondamentalement différents".

Les FRBs sont répartis sur l'ensemble du ciel

À partir des FRBs détectés par CHIME, les scientifiques ont calculé qu'environ 800 FRBs sont produits à chaque jour - l'estimation la plus précise du taux d'occurrence des FRBs à ce jour. Lorsqu'ils ont commencé à cartographier les emplacements des FRBs observés entre 2018 et 2019, les chercheurs ont constaté que les sursauts enregistrés étaient répartis sur l'ensemble du ciel, suggérant que cette population de FRBs ne se situe pas simplement dans notre galaxie (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...), la Voie Lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois...), mais qu'elle est plutôt dispersée à travers l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.). Suite à l'analyse de chacun des 535 FRBs détectés par CHIME, les chercheurs ont conclu que la plupart de ces signaux proviennent de sources très distantes, situées au sein de galaxies lointaines.

Le fait que ces sursauts étaient suffisamment lumineux pour être détectés par CHIME suggère que leurs géniteurs sont extrêmement énergétiques. Alors que les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) et la découverte de nouveaux FRBs se poursuivent, les astronomes espèrent bientôt être en mesure de déterminer l'origine de ces puissants signaux.

"Les FRBs transportent également des informations concernant le gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) qu'ils traversent, ajoute Saurabh Singh, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) postdoctoral au Département de physique de McGill. Avec l'augmentation significative du nombre de détections s'étalant sur un vaste éventail de distances, les FRBs offrent une nouvelle approche pour examiner la distribution de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) dans l'univers".

Lorsqu'un sursaut d'ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) radio se propage dans l'espace entre les galaxies, celui-ci traverse (Une traverse est un élément fondamental de la voie ferrée. C'est une pièce posée en travers de...) du plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées...) et gaz interstellaire causant une déformation ou une dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un...) de ses fréquences radio. Le degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines...) de dispersion d'un sursaut nous permet d'évaluer la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) de gaz qu'il a traversé, et peut servir d'indicateur de la distance parcourue par le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...) depuis sa source. En se fondant sur la position des sursauts dans le ciel et leurs mesures de dispersion, les chercheurs pourront étudier la distribution du gaz dans l'univers.

Une machine pour détecter des FRBs - à la fois lointains et à proximité

Les scientifiques ne font que commencer à explorer les richesses du monde (Le mot monde peut désigner :) des FRBs grâce aux observations de CHIME. "Avoir accès à un grand échantillon de FRBs offre d'innombrables possibilités. À titre d'exemple, nous entrons maintenant dans une ère où les FRBs peuvent être utilisés comme sondes cosmologiques", déclare Alex Josephy, doctorant (Un doctorant est un chercheur débutant s'engageant, sous la supervision d'un directeur de...) en physique à McGill. "Nous pouvons commencer à examiner les structures à grandes échelles de l'univers - des amas de milliers de galaxies. Nous pouvons contribuer aux efforts visant à cartographier la distribution spatiale de la matière sombre dans l'univers et étudier l'évolution de l'univers à travers les âges".

"Les FRBs provenant de galaxies avoisinantes, tels que certains de ceux décrits dans le premier catalogue CHIME FRB, sont incontestablement les meilleures sources pour tester les hypothèses envisagées quant à l'origine et propriétés des FRBs, ajoute Mohit Bhardwaj, étudiant au doctorat (Le doctorat (du latin doctorem, de doctum, supin de docere, enseigner) est généralement...) au Département de physique de McGill. Si nous voulons en savoir plus sur les FRBs, notamment déterminer s'ils rayonnent également dans la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) visuelle ou dans les rayons X, les FRBs situés à proximité sont nos meilleurs outils !"

Avec le grand nombre de FRBs continuant de s'ajouter à l'échantillon de CHIME/FRB, les scientifiques visent à établir précisément le ou les types de phénomènes exotiques qui génèrent ces signaux à la fois ultra-brillants et ultra-rapides.

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