Des scientifiques parviennent à localiser un sursaut radio rapide d’une brillance jamais observée auparavant

Une équipe internationale d’astronomes, dont font partie des chercheuses et chercheurs de l’Université 91ºÚÁÏÍø, a localisé dans une galaxie voisine l’un des sursauts radio rapides les plus brillants jamais détectés. Cette découverte étonnante apporte un nouvel éclairage sur l’un des plus grands mystères de l’astrophysique.

Les sursauts radio rapides sont de puissantes impulsions d’ondes radio d’une durée de quelques millisecondes provenant de l’espace. Les scientifiques soupçonnent qu’ils sont causés par des événements cosmiques extrêmes, mais n’ont pas encore été en mesure de déterminer leur origine exacte. Les sursauts radio rapides sont particulièrement difficiles à étudier, car ils disparaissent en un clin d’œil. Au cours des dernières années, l’équipe CHIME a déployé un vaste réseau pour détecter les événements astrophysiques les plus rares. Elle peut désormais les localiser.Ìý

En mars dernier, le radiotélescope canadien CHIME/FRB a détecté un sursaut radio rapide particulièrement brillant en provenance de la Grande Ourse. Baptisé FRB 20250316A, ce sursaut radio est le plus brillant jamais observé. On le surnomme d’ailleurs « RBFLOAT », acronyme de « Radio Brightest FLash Of All Time ». Cette découverte marque un tournant important, car les scientifiques ont réussi à repérer son point d’origine en utilisant uniquement CHIME/FRB, l'instrument le plus prolifique pour la découverte de sursaut radio rapide.Ìý

« Jusqu’ici, nous étions seulement capables de détecter ces mystérieux flashs. Nous pouvons désormais voir d’où ils proviennent. La prochaine étape sera de déterminer leur cause : étoiles en fin de vie, objets magnétiques exotiques ou un phénomène auquel nous n’avons pas encore pensé », explique Amanda Cook, chercheuse postdoctorale à l’Université 91ºÚÁÏÍø et autrice principale de l’étude dans laquelle la découverte a été annoncée.

« C’est comme repérer une pièce de monnaie à 100 kilomètres de distance »

Pour trouver le point d’origine de RBFLOAT, les scientifiques ont eu recours aux nouveaux télescopes auxiliaires de l’équipe CHIME, qui couvrent l’Amérique du Nord, de la Colombie-Britannique à la Californie. Grâce à ces multiples points d’observation, les scientifiques ont obtenu une résolution spatiale sans précédent, ce qui leur a permis de localiser le sursaut dans une zone de 45 années-lumière (soit une zone inférieure à la taille moyenne d’un amas stellaire), à la périphérie d’une galaxie située à environ 130 millions d’années-lumière de la Terre.

« Le sursaut rapide a été localisé avec une précision impressionnante, à quelques dizaines de millisecondes d’arc près. C’est comme repérer une pièce de monnaie à 100 kilomètres de distance, ajoute Amanda Cook. Ce niveau de précision nous a menés à identifier la galaxie hôte, soit NGC 4141, et à faire le lien entre le sursaut et un faible signal infrarouge capté par le télescope spatial James Webb.Ìý»

Une mystérieuse source de lumière proche infrarouge a par la suite été décelée à l’endroit exact où RBFLOAT s’est produit. Ce constat a surpris les scientifiques, qui se demandent maintenant si ce point correspond à une géante rouge ou à un écho de lumière faiblissant provenant du sursaut lui-même.Ìý

« La haute résolution du télescope spatial James Webb nous permet pour la première fois de distinguer les étoiles présentes autour d’un sursaut radio rapide. Maintenant que des sursauts radio rapides rares peuvent être captés avec un tel niveau de précision, nous pourrions être en mesure de déterminer les types d’environnements stellaires susceptibles de donner naissance à des sursauts aussi puissants, avance Peter Blanchard, associé de recherche de l’Université Harvard et auteur principal d’une autre étude sur le sujet.Ìý

Bien qu’il s’agisse du plus brillant sursaut radio rapide observé par l’équipe CHIME, les scientifiques n’ont pas détecté d’autres sursauts provenant de la même source, même après avoir surveillé sa position pendant des centaines d’heures à l’aide de l’instrument d’étude CHIME sur plus de six ans. Ce constat va à l’encontre de l’idée largement répandue selon laquelle tous les sursauts radio rapides finissent par se répéter.Ìý

« Ce que nous avons observé semble différent sur le plan énergétique des sursauts répétitifs que nous avons étudiés. Nous réexaminons actuellement certains modèles fondés sur de fortes explosions qui avaient été mis de côté », indique Mawson Sammons, chercheur postdoctoral à l’Université 91ºÚÁÏÍø. Il travaille avec Victoria Kaspi, astrophysicienne et professeure à l’Université 91ºÚÁÏÍø, qui codirige la centaine de scientifiques de l’équipe CHIME/FRB.Ìý

Nouvelles possibilités

Ces observations inédites sont décrites dans deux études : l’une porte sur la découverte et la localisation du sursaut radio, et l’autre sur les images de l’emplacement d’où provient le sursaut radio, prises par le télescope spatial James Webb dans le proche infrarouge. Ensemble, elles fournissent des précisions et ouvrent de nouvelles possibilités pour l’étude des sursauts radio rapides en tant que curiosités cosmiques, mais aussi comme outils d’exploration de l’univers.

« C’est le début d’une nouvelle ère. Nous pouvons désormais localiser facilement des sursauts non répétitifs isolés avec une précision inégalée. Cette nouveauté change la donne dans l’étude de l’origine des sursauts », souligne Mawson Sammons.

Les études

L’article «  », par l’équipe CHIME/FRB, composée d’astrophysiciennes et d’astrophysiciens de l’Université 91ºÚÁÏÍø, du Massachusetts Institute of Technology, de l’Université de Toronto, de l’Université Northwestern, de l’Université de la Colombie-Britannique, de l’Université de Virginie-Occidentale et de nombreux autres établissements, a été publié dans la revue The Astrophysical Journal Letters.Ìý

L’article «  », par Peter Blanchard et Edo Berger du Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian et par des membres de l’équipe CHIME/FRB, a été publié dans la revue The Astrophysical Journal Letters.

Les études ont été financées par l’Institut spatial Trottier de 91ºÚÁÏÍø, la Gordon and Betty Moore Foundation, la Fondation canadienne pour l’innovation, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et d’autres partenaires internationaux.