Les sursauts radio rapides (FRB) sont l'un des mystères les plus mystérieux de l'univers. Malgré le fait que la nature de tous les FRB est encore inconnue des astronomes, les scientifiques semblent avoir finalement découvert de quel environnement étonnant certains des FRB les plus discutés ont émergé. On parle de répétition des signaux FRB 121102.
Pour la première fois, les chercheurs ont commencé à parler des signaux FRB 121102 en novembre 2012, mais pour restreindre la recherche de leur caractère inhabituel, il a fallu plusieurs années aux scientifiques. En règle générale, les sursauts radio les plus rapides n'apparaissent qu'une seule fois, ce qui rend le calcul de leur source impossible, mais la particularité du FRB 121102 est que ces signaux sont répétés.
Cela a donné aux scientifiques une occasion unique d'étudier ces signaux. Les FRB sont des impulsions radio qui durent plusieurs millisecondes, mais parfois avec l'énergie de 500 millions de soleils. Puisque la plupart de ces impulsions radio ne sont pas répétées, il devient presque impossible de les prévoir. Comme, cependant, et retracer leur source. C'est pourquoi les scientifiques n'ont toujours pas été en mesure de déterminer leur vraie nature.
Les signaux FRB 121102 n'ont cessé d'étonner les chercheurs depuis plusieurs années. En mars 2016, les astronomes ont annoncé la découverte de 10 sursauts radio rapides de la même région dans des données de télescope archivées. Six autres signaux FRB 121102 ont été détectés en décembre 2016 et 15 autres en août 2017, permettant aux scientifiques de localiser la source de ces signaux. Il s'est avéré être la région de formation d'étoiles d'une galaxie naine située à plus de trois milliards d'années-lumière de la Terre.
Une équipe internationale de chercheurs, étudiant les données de différents radiotélescopes, a pu réduire davantage la portée de recherche et finalement arriver à une seule conclusion. Les scientifiques sont plus convaincus que jamais qu'une étoile à neutrons est la source du FRB 121102. Et apparemment, cette étoile est dans un environnement extrêmement extrême - soit très proche d'un trou noir, soit à l'intérieur d'une nébuleuse très puissante. Les chercheurs ont été incités à de telles conclusions par le fait que ces signaux radio «tourbillonnaient».
Les experts ont partagé leurs travaux dans la revue Nature, où ils rapportent que les signaux du FRB 121102 étaient presque complètement polarisés. Lorsque ces signaux polarisés traversent un champ magnétique, ils se tordent, et plus le champ magnétique est fort, plus ils se tordent. Cette fonction s'appelle l'effet Faraday et permet aux chercheurs d'en apprendre davantage sur la nature de certaines vagues. Dans le cas des signaux FRB 121102, leur plan de polarisation s'est avéré être le plus tourbillonnant jamais observé, ce qui suggère qu'ils ont traversé un champ magnétique très puissant.
«Les seules sources connues dans notre galaxie avec le même plan de polarisation tourbillonnant que FRB 121102 sont situées dans le centre galactique et sont situées dans une région très dynamique à côté d'un trou noir massif. Peut-être que la source FRB 121102 se trouve dans un environnement similaire dans sa propre galaxie », explique Daniel Micilli de l'Université d'Amsterdam.
"Aussi, la particularité du plan tourbillonnant de polarisation peut être expliquée si leur source est située dans une nébuleuse très puissante laissée après une explosion de supernova", ajoute le scientifique.
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L'observation explique également le rôle de l'étoile à neutrons. On pense que ces objets sont le résultat d'explosions de supernovae. Si la masse d'une étoile s'avère supérieure à une certaine valeur, au lieu d'une supernova, elle se transforme en trou noir.
Les étoiles à neutrons sont des objets très petits et très denses. Et quand ils tournent, ils émettent des impulsions radio. Un certain type d'étoile à neutrons, appelé magnétars, possède un champ magnétique extrêmement puissant et est capable de générer des émissions - de la même manière que le Soleil produit des éruptions solaires. Ils ont également été considérés par les scientifiques comme une source possible d'impulsions radio rapides, mais les observations ont montré que les éruptions les plus puissantes de ces objets avaient une puissance de quatre ordres de grandeur inférieure à celle du FRB 121102. En conséquence, les scientifiques sont arrivés à la conclusion que la source de FRB 121102 est un type courant d'étoile à neutrons. Dans le même temps, les chercheurs envisagent de poursuivre leurs travaux et d'essayer d'en savoir plus sur l'environnement dans lequel ils sont apparus.
«Nous continuerons d'observer et de suivre l'évolution des propriétés de ces rafales au fil du temps. Dans le cadre de ces observations, nous essaierons de découvrir laquelle des hypothèses s'est avérée correcte - une étoile à neutrons est située à côté d'un trou noir ou à l'intérieur d'une nébuleuse très puissante », explique Jason Hessels de la même université d'Amsterdam.
Dans le même temps, on ne sait toujours pas quelle est la source d'une dizaine d'autres sursauts radio observés. Ils n'ont pas été répétés, comme ce fut le cas avec FRB 121102, de sorte que les scientifiques suggèrent que FRB 121102 peut être unique en son genre, tandis que d'autres peuvent avoir des sources différentes.
Nikolay Khizhnyak
