Ils détectent une mystérieuse explosion radio cosmique dans une région de l'espace complètement inattendue

FRB radio ráfaga de radio
2019-06-29 02:04.

Pendant des années, les astronomes ont eu du mal à comprendre la source des sursauts radio, de puissantes impulsions d'énergie d'une fraction de seconde provenant de loin de notre galaxie. Dans une prouesse technique étonnante, les astronomes ont finalement réussi à identifier l'origine galactique d'un FRB unique, bien que son emplacement inattendu dans l'espace suggère que les scientifiques doivent se remettre sur la planche à dessin.

Une nouvelle recherche publiée dans Science décrit le premier FRB unique où vous vous trouvez dans une galaxie spécifique.

«C'est un résultat très significatif», a déclaré à Gizmodo Shriharsh Tendulkar, un astronome de l'Université McGill qui n'a pas participé à la nouvelle étude. "Tout d'abord, d'un point de vue technique, c'est une tâche très difficile de trouver un sursaut radio qui ne se répète pas et qui mesure précisément sa position en même temps avec le même télescope."

En fait, un FRB répétitif a déjà été localisé dans une galaxie lointaine, un exploit accompli par une équipe dirigée par l'Université Cornell en 2017. Mais les FRB sont de deux types: les répéteurs et les événements uniques, ces derniers sont plus courants mais, Jusqu'à présent, ils étaient impossibles à localiser dans l'espace en raison de leur caractère transitoire. Une équipe dirigée par l'astronome Keith Bannister de l'Organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth (CSIRO) du National Telescope Facility d'Australie est maintenant la première à localiser l'origine galactique d'un seul FRB non répétitif.

Détectées pour la première fois en 2007, les explosions radioélectriques restent un phénomène céleste mal compris. Comme son nom l'indique, ces impulsions sont rapides et durent quelques millisecondes; ils résident dans le spectre radioélectrique; Et ils sont extrêmement puissants, ils sont nés il y a longtemps dans des galaxies très, très lointaines. Les astronomes ne peuvent deviner la source des FRB qu'avec les théories dominantes impliquant des étoiles à neutrons avec des champs magnétiques puissants ( magnétars ), de la matière noire , des trous noirs , des supernovae et, bien sûr, à partir des activités des civilisations extraterrestres .

Le processus de localisation des répéteurs rapides est relativement simple car ils se produisent au même point dans l'espace. La triangulation de la position d'un non-répéteur avec plusieurs observatoires, cependant, est considérablement plus difficile, car les astronomes ne peuvent pas prédire où le prochain pourrait apparaître. Pour identifier l'emplacement d'un non-répéteur, l'équipe de Bannister a développé une nouvelle approche qui leur a permis de geler et de sauvegarder des données astronomiques moins d'une seconde après la détection de l'explosion. 

Un outil important qui l'a permis est le radiotélescope australien Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) du CSIRO en Australie occidentale, qui se compose de plusieurs antennes paraboliques. ASKAP a détecté le seul FRB, appelé FRB 180924, et l'équipe a découvert qu'il provenait des régions extérieures d'une galaxie distante d'environ 3,6 milliards d'années-lumière, appelé DES J214425.25-405400.81. Ils ont pu obtenir leur emplacement en profitant du fait que le FRB a parcouru une distance légèrement différente pour atteindre chaque antenne parabolique, arrivant à une heure légèrement différente.

«À partir de ces petites différences de temps, à seulement une fraction de milliardième de seconde, nous avons identifié la galaxie locale de l'explosion et même son point de départ exact, à 13 000 années-lumière du centre de la galaxie aux extrêmes galactiques. »A expliqué Adam Deller, co-auteur de l'étude et astronome de l'Université de technologie de Swinburne, dans un communiqué de presse du CSIRO Australie.

Bannister a décrit l'accomplissement de cette façon: «Si nous nous tenions sur la Lune et regardions la Terre avec cette précision, nous pourrions dire non seulement de quelle ville venait l'explosion, mais aussi de quel code postal et même de quel bloc.

La galaxie a ensuite été étudiée par le très grand télescope de l'Observatoire européen austral au Chili, et sa distance par rapport à la Terre a été mesurée par le télescope Keck à Hawaï et le télescope Gemini South au Chili. Ensemble, ce sont les trois plus grands télescopes optiques du monde.

"Ce que je pense le plus remarquable, c'est que, pour une seule impulsion radio, ils ont réussi à capturer autant d'informations en profondeur", a déclaré à Gizmodo Emily Petroff, astronome à l'Institut néerlandais de radioastronomie qui n'est pas affilié à la nouvelle étude. "Non seulement ils ont pu localiser l'explosion dans la galaxie d'où elle venait, mais ils ont également pu mesurer le champ magnétique dans l'environnement autour de la source de l'explosion."

Cette réalisation menace désormais de renverser les conceptions préexistantes des environnements dans lesquels les FRB sont censés exister. Comme indiqué, le FRB 180924 provenait des confins de votre galaxie. Le seul autre FRB localisé, le répéteur de 2017, provenait d'une galaxie naine dans une région dense de formation d'étoiles. Naturellement, les astronomes ont calculé que cet environnement dynamique et turbulent a contribué à l'émergence des FRB, mais le FRB 180924 a été trouvé dans une grande galaxie de la taille de notre Voie Lactée, et dans une région où la formation d'étoiles s'est pratiquement arrêtée.

Petroff a dit que ces deux galaxies "ne pourraient pas être plus différentes" et que ce nouveau résultat "nous donne plus de questions que de réponses". Mais "au moins, nous savons qu'ASKAP peut localiser les FRB à partir d'impulsions uniques, donc j'espère que nous obtiendrons bientôt des réponses en rafales plus localisées", a-t-il déclaré. 

"Le modèle que les astronomes avaient mis au point pour le FRB répétitif provenant d'un jeune magnétar, une étoile à neutrons fortement magnétisée, ne fonctionne tout simplement pas pour ce FRB non répétitif", a déclaré Tendulkar à Gizmodo. «Trouver un jeune magnétar à la périphérie d'une immense galaxie avec de vieilles étoiles, c'est comme trouver une baleine dans le Sahara. Il est très tôt, bien sûr, mais cela pourrait suggérer que les FRB non répétitifs et non répétitifs proviennent d'origines complètement différentes.

Comme l'ont souligné Petroff et Tendulkar, ce résultat soulève plus de questions que de réponses. Mais ce n'est pas mal du tout. Les astronomes ont maintenant plus de voies à explorer, et bien qu'inattendues, ces voies pourraient nous conduire à la vérité.

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