CHIME/Institut Dunlap
Les astronomes s’interrogent sur les origines des mystérieux sursauts radio rapides (FRB) depuis que le premier a été repéré en 2007. Les chercheurs ont maintenant un premier aperçu des FRB non répétitifs, c’est-à-dire ceux qui n’ont produit qu’un seul éclat de lumière à ce jour. . Les auteurs d’un nouvel article publié dans The Astrophysical Journal ont examiné spécifiquement les propriétés de la lumière polarisée émise par ces FRB, permettant ainsi de mieux comprendre les origines du phénomène. L’analyse conforte l’hypothèse selon laquelle il existe différentes origines pour les FRB répétitifs et non répétitifs.
« Il s’agit d’une nouvelle façon d’analyser les données dont nous disposons sur les FRB. Au lieu de simplement examiner la luminosité d’un objet, nous examinons également l’angle des ondes électromagnétiques vibrantes de la lumière », a déclaré le co-auteur Ayush Pandhi, étudiant diplômé à l’Institut Dunlap d’astronomie et d’astrophysique de l’Université de Toronto. « Cela vous donne des informations supplémentaires sur comment et où cette lumière est produite et sur ce qu’elle a traversé au cours de son voyage jusqu’à nous sur plusieurs millions d’années-lumière. »
Comme nous l’avons signalé précédemment, les FRB impliquent une explosion soudaine de rayonnement radiofréquence qui ne dure que quelques microsecondes. Les astronomes en possèdent plus d’un millier à ce jour ; certains proviennent de sources qui émettent des FRB à plusieurs reprises, tandis que d’autres semblent éclater une fois et se taire. Vous pouvez produire ce genre de poussée soudaine d’énergie en détruisant quelque chose. Mais l’existence de sources répétitives suggère qu’au moins certaines d’entre elles sont produites par un objet qui survit à l’événement. Cela a conduit à se concentrer sur les objets compacts, comme les étoiles à neutrons et les trous noirs – en particulier une classe d’étoiles à neutrons appelées magnétars – comme sources probables.
De nombreux FRB ont également été détectés qui ne semblent pas se répéter du tout, ce qui suggère que les conditions qui les ont produits pourraient détruire leur source. Cela correspond à un blitzar, un événement astronomique bizarre provoqué par l’effondrement soudain d’une étoile à neutrons trop massive. L’événement est motivé par une fusion antérieure de deux étoiles à neutrons ; cela crée une étoile à neutrons intermédiaire instable, qui est empêchée de s’effondrer immédiatement par sa rotation rapide.
Lors d’un blitzar, les puissants champs magnétiques de l’étoile à neutrons ralentissent sa rotation, la faisant s’effondrer en un trou noir plusieurs heures après la fusion. Cet effondrement supprime soudainement la dynamo qui alimente les champs magnétiques, libérant leur énergie sous la forme d’un sursaut radio rapide.
Ainsi, les événements que nous avons regroupés sous le nom de FRB pourraient en réalité être le produit de deux événements différents. Les événements répétitifs se produisent dans l’environnement autour d’un magnétar. Les événements ponctuels sont déclenchés par la mort d’une étoile à neutrons hautement magnétisée quelques heures après sa formation. Les astronomes ont annoncé l’année dernière la détection d’un éventuel blitzar potentiellement associé à un FRB.
Seulement environ 3 pour cent des FRB sont de type répétitif. Selon Pandhi, il s’agit de la première analyse des 97 % restants de FRB non répétitifs, utilisant les données de l’instrument canadien CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment). CHIME a été conçu pour d’autres observations mais est sensible à de nombreuses longueurs d’onde qui composent un FRB. Contrairement à la plupart des radiotélescopes, qui se concentrent sur de petits points dans le ciel, CHIME balaye une vaste zone, ce qui lui permet de détecter les FRB même s’ils ne se produisent presque jamais deux fois au même endroit.
Pandhi et coll. ont décidé d’étudier comment la direction de la polarisation de la lumière de 128 FRB non répétitifs change pour en savoir plus sur les environnements dans lesquels ils sont originaires. L’équipe a découvert que la lumière polarisée des FRB non répétitifs change à la fois avec le temps et avec différentes couleurs de lumière. Ils ont conclu que cet échantillon particulier de FRB non répétitifs est soit une population distincte, soit des versions plus évoluées de ces types de FRB qui font partie d’une population originaire d’environnements moins extrêmes avec des taux de rafale plus faibles. Cela est conforme à l’idée selon laquelle les FRB non répétitifs sont très différents de leurs FRB répétitifs plus rares.
The Astrophysical Journal, 2024. DOI : 10.3847/1538-4357/ad40aa (À propos des DOI).