Une équipe internationale de scientifiques dirigée par des chercheurs de l'Université McGill a fourni la preuve la plus solide à ce jour que certains sursauts radio rapides (FRB) proviennent d'étoiles à neutrons - les restes denses d'étoiles massives qui ont explosé sous forme de supernovae. En analysant les signaux radio de FRB individuels, cette étude fournit de nouvelles informations sur ces mystérieuses rafales d'ondes radio d'une milliseconde provenant de l'espace, faisant ainsi progresser notre compréhension de l'un des phénomènes les plus déroutants de l'univers.
"Ce résultat réaffirme les soupçons de longue date concernant le lien entre les FRB et les étoiles à neutrons", a déclaré Ryan Mckinven, chercheur doctorant au Département de physique de l'Université McGill et auteur correspondant de l'étude publiée dans Nature. "Cependant, nos résultats remettent également en question les modèles théoriques populaires, en fournissant la preuve que les émissions radio se produisent beaucoup plus près des étoiles à neutrons qu'on ne le pensait auparavant."
Les FRB libèrent autant d’énergie en quelques millisecondes que le soleil en une journée entière. Les scientifiques ont détecté des milliers de sursauts de ce type depuis leur découverte en 2007, mais leurs origines et leurs mécanismes restent insaisissables. L'étude de Mckinven utilisant le radiotélescope CHIME (Canadien Hydrogen Intensity Mapping Experiment) a révélé que le comportement des signaux FRB présente des similitudes frappantes avec celui des pulsars, une classe bien étudiée d'étoiles radio à neutrons.
Les signaux FRB ont généralement des propriétés hautement polarisées, ce qui signifie que les ondes radio oscillent principalement dans une direction spécifique et bien définie. En étudiant la polarisation du signal FRB, l'équipe de Mckinven a observé que son angle changeait considérablement pendant la durée de 2,5 millisecondes de l'éclatement, ce qui est typique des pulsars mais rare dans les FRB. Cette caractéristique frappante a initialement laissé penser que le signal pourrait provenir d’un pulsar mal classé dans la Voie Lactée. Cependant, une analyse plus approfondie a confirmé que le FRB est originaire d’une galaxie située à des millions d’années-lumière.
"Les mesures de polarisation sont l'un des rares outils dont nous disposons pour détecter ces sources lointaines", explique McGinn. "Ce résultat est susceptible d'inspirer des études de suivi sur un comportement similaire dans d'autres FRB et de susciter des efforts théoriques pour concilier les différences dans leurs signaux de polarisation."
Cette recherche met en évidence la valeur du télescope CHIME de Penticton, en Colombie-Britannique, connu pour sa capacité inégalée à détecter des milliers de FRB par jour. La grande quantité de données de CHIME permet aux scientifiques d’identifier des signaux uniques comme celui-ci, renforçant ainsi une large compréhension des FRB.
"C'est un pas de plus vers la résolution d'un profond mystère cosmique. Les FRB sont partout, mais leur véritable nature reste largement inconnue. Chaque découverte que nous faisons sur leurs origines ouvre une nouvelle fenêtre sur la dynamique de l'univers."
Dans une étude du même FRB publiée dans le même numéro de Nature, Kenzie Nimmo, chercheur principal au MIT, a apporté davantage de soutien à la conjecture de l'étoile à neutrons.
"Nous avons constaté que ce FRB présente un" éclat ", semblable aux étoiles scintillant dans le ciel nocturne. L'observation de ce scintillement suggère que la région d'origine du FRB doit être très petite. Même si le FRB est originaire de 200 millions d'années-lumière, nous avons identifié le point d'émission à moins de 10 000 kilomètres. " "Cette extraordinaire précision révèle que le FRB doit provenir de l'environnement magnétique intense autour des étoiles à neutrons, l'un des environnements les plus extrêmes de l'univers", a déclaré Nimmo.
Ensemble, les recherches menées par McGinn et Nimmo fournissent des preuves solides que ce FRB et d’autres proviennent d’étoiles à neutrons.
"Ces observations donnent un rare aperçu de ce que nous pouvons voir", a déclaré Aaron Pearlman, chercheur postdoctoral du prix Banting au Département de physique de l'Université McGill et à l'Institut Trottier d'études spatiales et co-auteur de l'étude dirigée par McGinn et Nimmo. "
Compilé à partir de /ScitechDaily