Le radiotélescope de Parkes a pu observer un sursaut radio rapide. Le signal radio est polarisé circulairement ce qui veut dire que le champ électrique des ondes émises tournent autour de la direction de propagation de l'onde. © Swinburne Astronomy Productions
Un mystérieux signal radio venu d'ailleurs capté pour la première fois !
Un "sursaut radio rapide" dont la source est éloignée d'environ 5,5 milliards d'années-lumière a été capté en temps réel pour la première fois par des scientifiques.
Sa cause reste toujours mystérieuse, même si plusieurs pistes sont avancées.
"Personne n'a encore mesuré ce signal en temps réel",
a expliqué l'une des scientifiques au coeur de la découverte.
Quelques millisecondes seulement.
C'est le temps qu'a duré l'observation par les astronomes du télescope de l'Observatoire de Parkes d'un phénomène encore inexpliqué: le Sursaut radio rapide. Des sursauts d'ondes radio très brefs, mais très puissant.
Plus mystérieux encore, sa source, estimée à environ 5,5 milliards d'années-lumière de la Terre. Soit en dehors de notre galaxie, près de la constellation du Verseau d'après les scientifiques de l'université de Swinburne qui ont mené l'observation, rapporte The Register.
"Ce radio burst pourrait potentiellement contenir autant d'énergie en quelques millisecondes que ce que le Soleil produit en 24 heures", a déclaré le docteur Mansi Kasliwal, un astrophysicien du Carnegie Institution for Science à Washington, membre de l'équipe scientifique, rapporte l'Astronomy Magazine.
Les astronomes du CSIRO, le télescope de l'Observatoire de Parkes, en Australie, avaient découvert l'existence de ces sursauts radio rapides en 2007 en fouillant dans les archives des données récoltées par le télescope. Mais ils ne l'avaient jamais capté en temps réel... jusqu'à maintenant.
La captation du phénomène "est une avancée majeure", a déclaré l'astrophysicien Duncan Lorimer au New Scientist, et surtout une confirmation de son existence.
Si les sursauts radio rapides restent encore inexpliqués pour les scientifiques, plusieurs théories sont avancées.
La plus populaire étant l'explosion d'une étoile à neutron si gigantesque qu'elle aurait provoqué l'apparition d'un trou noir.
Une chose est sûre, l'évènement à l'origine de ce signal est très certainement "monumental et cataclysmique", selon Emily Petroff, l'astrophysicienne qui a dirigé l'équipe qui a mené les recherches sur le phénomène. Ces signaux ont été enregistrés le 14 mai dernier. Huit mois plus tard, alors que l'étude publiée est enfin publiée, les scientifique tentent encore de comprendre les mystères qui se cachent derrière.
COMPRENDRE
Les sursauts radio rapides : des explosions d'étoiles de Planck ?
Les sursauts radio rapides sont des flashs mystérieux durant lesquels est libérée, en quelques millièmes de seconde, autant d'énergie que le Soleil en émet en une journée. Le dernier détecté a permis aux astrophysiciens d'éliminer l'hypothèse qu'ils puissent être associés à des supernovae. Parmi les autres hypothèses avancées pour les expliquer figure celle des étranges étoiles de Planck...
La relativité générale bute sur le Big Bang et les trous noirs, qui sont des « singularités ». Et si les trous noirs, à force de se contracter, pouvaient rebondir ? Et si notre univers était né de cette manière ? C'est l'hypothèse des « étoiles de Planck », que nous explique Aurélien Barrau, astrophysicien spécialisé en cosmologie et auteur du livre Des univers multiples.
Les sursauts gamma sont encore quelque peu mystérieux pour les astrophysiciens. Des progrès dans l’élucidation de cette énigme ont toutefois été significatifs lorsque leur localisation a pu être effectuée avec précision et qu'il a été possible, parfois, de les associer à des contreparties dans d’autres longueurs d’onde, rayons X, ultraviolets ou visibles. Ce fut notamment le cas avec lesatellite Swift.
La même feuille de route est en train d’être suivie pour tenter de résoudre une nouvelle énigme de l’astrophysique moderne, celle des sursauts radio rapides (FRB pour Fast Radio Bursts en anglais). Ceux-ci ont été repérés pour la première fois en 2007 grâce à de nouvelles analyses d’archives de données collectées par le radiotélescope de Parkes en Australie.
Ces « sursauts Lorimer », du nom de leur découvreur, sont extrêmement brefs, quelques millièmes de seconde tout au plus. Pendant plusieurs années, ils ont laissé la communauté scientifique sceptique. Une poignée seulement était connue dans les observations du radiotélescope australien, de sorte que l’on pouvait facilement les mettre sur le dos d’un effet parasitequelconque associé à l’instrument.
Plusieurs hypothèses pour expliquer les sursauts radio rapides
Les choses ont commencé à changer lorsque les radioastronomes ont découvert des FRB dans les données collectées par le mythique télescope d’Arecibo (celui-ci a notamment servi à mettre indirectement en évidence l’existence des ondes gravitationnelles ainsi qu’à envoyer un message vers les étoiles dans le cadre du programme Seti).
Les FRB ne pouvaient donc pas résulter d’un biais instrumental. Au total, sept FRB sont attestés dans les mesures réalisées avec le radiotélescope de Parkes et autant avec celui d’Arecibo. La réalité du phénomène a donc rendu les astrophysiciens perplexes.
Quel phénomène pouvait conduire à l’émission, en quelques millisecondes, d’autant d’énergie que le Soleil en un jour ?
Plusieurs hypothèses ont été avancées. Il pouvait par exemple s’agir de supernovae ou bien de magnétars. En tout état de cause, les chercheurs pouvaient raisonnablement penser que ces événements cosmiques avaient lieu en dehors de la Voie lactée et qu'il devait s'en produire environ 10.000 par jour sur l’entièreté de la voûte céleste. L’hypothèse la plus fascinante est celle des étoiles de Planck, en phase finale d’évaporation, qui se comportent en quelque sorte comme des trous blancs. Cette idée a été avancée par Aurélien Barrau, Carlo Rovelli et Francesca Vidotto dans un article disponible sur arxiv
Des trous noirs qui finissent en trous blancs
Les étoiles de Planck sont des astres compacts qui se présentent pendant une partie de leur vie sous la forme d’un trou noir classique, comme l’ont expliqué Carlo Rovelli et Francesca Vidotto lorsqu’ils ont proposé l’existence de ce nouvel objet en physique et astrophysique théorique.
Depuis les travaux des pionniers John Wheeler et Yakov Zel’dovich, il a été démontré que la géométrie de l’espacetemps interne d’une étoile s’effondrant en trou noir ressemble (en inversant le sens du temps) à celle de l’univers observable au moment du Big Bang.
Or les travaux récents menés dans le cadre de la cosmologie quantique à boucles laissent fortement penser que le Big Bang résulte en fait d’une phase de contraction gravitationnelle de l’Univers qui se change en expansion quand sa densité devient de l’ordre de celle de Planck. Il était donc possible d'imaginer que la matière et l’espace-temps à l’intérieur d’un trou noir nouvellement formé finissait par produire un rebond une fois la densité de Planck atteinte. De sorte que le trou noir finissait en fait par disparaître dans l’éjection de son contenu à la façon d’un trou blanc, c'est-à-dire un trou noir inversé où la contraction inévitable se change en expansion inévitable en quelque sorte. Mais voila qu’une équipe d’astrophysiciens vient, elle aussi, de déposer sur arxiv un article faisant état des analyses d’observations faites non seulement avec le radiotélescope de Parkes mais aussi Swift et le Nordic Optical Telescope de La Palma aux Canaries. Les chercheurs y annoncent qu’ils ont observé pour la première fois en direct un FRB et, surtout, qu’ils ont pu chercher à lui associer simultanément une source dans le domaine des rayons X et dans le visible.
S’ils ont pu confirmer qu'il s'agit bien d’un événement extragalactique, et même situé à plus de 5,5 milliards d’années lumière, ils n’ont pas trouvé de source brillant dans le visible ou dans le domaine des rayons X.
Il est donc maintenant clair qu’il ne peut s’agir de supernovae et donc de sursauts gamma longs. Le signal radio mesuré avec le radiotélescope de Parkes apparaît aussi comme nettement polarisé.
Cela signifie qu’un champ magnétique important était associé au FRB. Les chercheurs pensent donc maintenant que les FRB
sont associés à des objets compacts, c'est-à-dire des étoiles à neutrons… ou des trous noirs.
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