Un sursaut radio rapide localisé dans une galaxie voisine
Publié par Redbran le 08/01/2020 à 14:00
Source: Université McGill
En collaboration avec des membres de l'équipe CHIME au Canada, des astronomes européens ont repéré la source d'un sursaut radio rapide répétitif qui avait été détecté pour la première fois en 2018 par le télescope CHIME, en Colombie-Britannique. Ce n'est que la deuxième fois que des scientifiques déterminent l'emplacement précis d'une source de ce type d'émissions répétitives d'ondes radio de quelques millisecondes en provenance de l'espace.


Un sursaut radio rapide localisé dans une galaxie voisine

Pour obtenir les résultats publiés le 9 janvier dans la revue Nature, les chercheurs 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 », c'est-à-dire un petit filet), on appelle...) interférométrique à très longue base européen (EVN) ont observé simultanément la source radio répétitive FRB 180916.J0158+65 à l'aide de huit télescopes situés entre le Royaume-Uni et la Chine. En utilisant la technique d'interférométrie (L'interférométrie est une méthode de mesure qui exploite les interférences intervenant entre plusieurs ondes cohérentes entre elles.) à très longue base, ils ont pu obtenir une résolution suffisamment haute pour localiser le sursaut radio rapide dans une région d'environ sept années‑lumière de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de ce...) - c'est un peu comme si une personne qui se trouve sur 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 quatre...) arrivait à distinguer une personne qui se trouve sur la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du système solaire avec un diamètre de 3 474 km. La distance moyenne séparant la Terre de la...).

Un emplacement "très différent" pour un sursaut radio rapide

Grâce à ce niveau de précision, l'équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) a pu pointer un télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.) dans la bonne direction 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...) d'où le sursaut provient. Ce qu'elle a trouvé s'ajoute au mystère entourant les origines des sursauts radio rapides.

"Nous avons utilisé le télescope Gemini North de huit mètres, à Hawaii, pour obtenir des images montrant les bras spiraux à peine perceptibles d'une galaxie semblable à la Voie lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois simplement « la Galaxie », avec une majuscule) est le nom de la galaxie dans laquelle se...). Le sursaut radio rapide proviendrait d'une région formatrice d'étoiles située dans l'un de ces bras", a expliqué Shriharsh Tendulkar, coauteur de l'étude et ancien 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'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) McGill, qui a codirigé la saisie des images optiques et les analyses spectroscopiques de l'emplacement du sursaut radio rapide.

"Il s'agit d'un environnement très différent pour un sursaut radio rapide répétitif quand on le compare à la 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...) dans laquelle le premier sursaut répétitif, FRB 121102, a été découvert."

Les hypothèses de l'équipe CHIME concordent avec les données observées

La découverte cadre avec certaines des idées que les chercheurs de l'équipe CHIME avaient avancées après avoir détecté le sursaut pour la première fois en 2018.

"Ce sursaut radio rapide figure parmi les plus proches jamais découverts, et nous avions même émis l'hypothèse selon laquelle le phénomène émanerait d'un 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...) déjà connu situé aux abords de notre galaxie", a affirmé Mohit Bhardwaj, coauteur de l'étude, 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...) à l'Université McGill et membre de l'équipe CHIME.

"Cependant, les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) de l'EVN prouvent que ce sursaut radio rapide provient d'une galaxie voisine. Il demeure un phénomène mystérieux, mais suffisamment proche pour qu'on puisse l'étudier à l'aide de nombreux autres télescopes."

Gros plan sur le ciel

Depuis qu'elle a commencé ses activités à l'été 2018, l'équipe CHIME a détecté des dizaines de sursauts radio rapides, accélérant ainsi le rythme auquel ces phénomènes astrophysiques fugaces sont découverts. Grâce à plus de 1 000 antennes, le télescope CHIME dispose d'un grand champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de vision et est donc beaucoup plus susceptible de détecter de brefs sursauts que les radiotélescopes traditionnels, qui ne peuvent observer qu'une petite partie du ciel à la fois.

Dans le cas du sursaut FRB 180916, les membres de l'équipe CHIME ont travaillé en étroite collaboration avec leurs collègues de l'EVN afin de déterminer avec exactitude l'orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des points cardinaux (nord de la boussole) ;) des télescopes interférométriques à très longue base.

"En enregistrant et en traitant le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la...) brut émis par chacune des antennes qui constituent le télescope CHIME, nous avons pu préciser suffisamment la position de la source pour que l'EVN observe et localise plusieurs sursauts provenant de cette source", a déclaré Daniele Michilli, coauteur de l'étude, chercheur postdoctoral à l'Université McGill et membre de l'équipe CHIME.

Une proximité qui ouvre la voie à des études plus poussées

Située à un demi-milliard d'années-lumière de la Terre, la source du sursaut FRB 180916 est environ sept fois plus proche que le seul autre sursaut répétitif à avoir été localisé et dix fois plus proche que les quelques sursauts radio rapides non répétitifs que les scientifiques ont réussi à détecter. Cette percée est intéressante pour les astronomes, car elle permettra la réalisation d'études plus détaillées sur l'existence des sursauts radio rapides.

"Nous arriverons peut-être un 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...) à détecter des émissions d'autres longueurs d'onde (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.), comme des rayons X ou de la lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre électromagnétique qui est visible pour l'œil humain.), et ainsi à restreindre grandement nos hypothèses", a affirmé Victoria Kaspi, astrophysicienne à l'Université McGill et membre principale de l'équipe CHIME.

Le projet CHIME sur les sursauts radio rapides

CHIME est le fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par transformation du pistil. La paroi de l'ovaire forme le...) d'une collaboration entre plus de 50 scientifiques provenant de l'Université de la Colombie-Britannique, de l'Université McGill, de l'Université de Toronto, 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...) 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 du 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 (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 être confondue...) 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...), 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...) de l'Okanagan, en Colombie-Britannique. CHIME possède le statut d'instrument éclaireur officiel du Réseau 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...) (SKA).

Référence de l'article

Marcote, B., Nimmo, K., Hessels, J.W.T., et collab. (2020). "A repeating fast radio burst source localised to a nearby spiral galaxy", Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1866-z
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