Principal AstronomieLes astronomes australiens ont réussi à doubler le nombre de rafales radio mystérieuses rapides découvertes jusqu'à présent.

Les astronomes australiens ont réussi à doubler le nombre de rafales radio mystérieuses rapides découvertes jusqu'à présent.

Astronomie : Les astronomes australiens ont réussi à doubler le nombre de rafales radio mystérieuses rapides découvertes jusqu'à présent.

Les Fast Radio Bursts (FRB) sont devenus un axe majeur de la recherche au cours de la dernière décennie. En radioastronomie, ce phénomène fait référence à des impulsions radio transitoires provenant de sources cosmologiques lointaines, qui ne durent généralement que quelques millisecondes en moyenne. Depuis que le premier événement a été détecté en 2007 (le «Lorimer Burst»), trente-quatre FRB ont été observés, mais les scientifiques ne sont toujours pas certains de leur cause.

Avec des théories allant des étoiles explosives aux trous noirs en passant par les pulsars et les magnétars - et même des messages provenant d'intelligences extra-terrestres (ETI), les astronomes ont été déterminés à en apprendre davantage sur ces signaux étranges. Et grâce à une nouvelle étude réalisée par une équipe de chercheurs australiens utilisant le ASKAP (Square Square Kilometer), le nombre de sources connues de BRA a presque doublé.

L'étude qui détaille leurs recherches, récemment parue dans la revue Nature , a été dirigée par le Dr Ryan Shannon - chercheur à l'Université de technologie de Swinburne et au centre d'excellence OzGrav ARC - et comprenait des membres du Centre international de recherche en radioastronomie. (ICRAR), le centre national australien du télescope (ATNF), le centre d’excellence ARC pour l’astrophysique tout ciel (CAASTRO) et de nombreuses universités.

Comme ils le disent dans leur étude, un certain nombre de facteurs ont entravé les tentatives de compréhension des FRB. D'une part, des recherches précédentes ont été effectuées avec des télescopes dont la sensibilité varie, sur une plage de fréquences radio différentes et dans des environnements avec différents niveaux de brouillage radioélectrique - résultant de l'activité humaine.

Deuxièmement, les recherches antérieures ont été compliquées par la nature transitoire des sources et par la faible résolution angulaire des instruments de détection, ce qui a entraîné une incertitude quant aux sources des BRA et à leur luminosité. Pour résoudre ce problème, l'équipe a mené une enquête radio sur un large champ bien contrôlée portant sur une série d'éclats découverts en 2016 et retracés vers une galaxie naine située à 3, 7 milliards d'années lumière de distance.

L’équipe a mené cette étude à l’aide du réseau ASKAP, le télescope le plus rapide au monde pour les enquêtes radio, situé en Australie occidentale. Conçu et mis au point par le Centre de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth (CSIRO), le réseau ASKAP est composé de 36 antennes paraboliques réparties sur une étendue de terrain mesurant 6 km (3, 7 mi) de diamètre.

En utilisant ce réseau, qui est le précurseur du futur télescope SKA (Square Kilometer Array), l'équipe de recherche a étudié les sursauts provenant de cette source cosmologique lointaine. En plus de trouver plus de BAF en une seule année que toute enquête précédente, ils ont également observé que les signaux provenaient de sources beaucoup plus éloignées qu'on ne le pensait auparavant. Comme l'explique le Dr Shannon dans un communiqué de presse de l'ICRAR:

FoundNous avons détecté 20 rafales rapides de radio en un an, soit près du double du nombre détecté dans le monde entier depuis leur découverte en 2007. À l'aide de la nouvelle technologie de l'Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP), nous a également prouvé que les rafales rapides de radio provenaient de l'autre côté de l'univers plutôt que de notre propre quartier galactique. "

Vue d'artiste du radio-télescope ASKAP (SKA Pathfinder) australien de CSIRO, observant des «rafales radio rapides» en mode «yeux» de «vol». Crédit: OzGrav, Université de technologie de Swinburne.

Les observations de suivi effectuées entre 8 et 46 jours après les premières détections ont révélé qu'aucune des rafales ne se répétait. Les 20 rafales qu'ils ont détectées incluaient également les sources les plus proches jamais observées, sans parler des plus brillantes. Leurs résultats ont également montré qu'il existait une relation entre la dispersion et l'éclatement des rafales, ainsi que l'intensité et la distance.

La raison en est que des rafales plus lointaines voyagent pendant des milliards d'années-lumière avant d'atteindre la Terre. Au cours de leur voyage, ils traversent des matériaux situés entre la source et la Terre (tels que des nuages ​​de gaz), ce qui les affecte. Comme l'a expliqué le Dr Jean-Pierre Macquart, du nœud ICRAR de l'Université Curtin et co-auteur du document,

«Chaque fois que cela se produit, les différentes longueurs d'onde constituant une rafale sont ralenties de manière différente. Finalement, la rafale atteint la Terre avec sa propagation de longueurs d’onde arrivant au télescope à des moments légèrement différents, comme des nageurs sur une ligne d’arrivée. Le moment choisi pour l’arrivée des différentes longueurs d’onde nous indique la quantité de matière que l’éclatement a parcourue au cours de son voyage. Et parce que nous avons montré que les rafales radio rapides venaient de loin, nous pouvons les utiliser pour détecter toutes les matières manquantes situées dans l'espace entre les galaxies, ce qui constitue une découverte vraiment passionnante.

Grâce à ce dernier groupe de découvertes, les scientifiques comprennent maintenant que les FRB qui ont été détectés sont nés de l'autre côté du cosmos, plutôt que dans notre galaxie. Cependant, nous ne sommes pas encore près de déterminer ce qui les cause ou de quelles galaxies elles viennent. Mais avec un échantillon de recherche qui compte maintenant 48 détections, les chercheurs vont probablement en apprendre beaucoup plus dans les années à venir.

Pour le Dr Shannon et son équipe de recherche, le prochain défi consistera à localiser les emplacements des éclats dans le ciel. «Nous serons en mesure de localiser les sursauts à un millième de degré près», a-t-il déclaré. "C'est à peu près la largeur d'un cheveu humain vu à dix mètres, et assez bon pour attacher chaque éclat à une galaxie particulière."

Et dans l’intervalle, l’étude des FRB devrait également conduire à des avancées majeures en astronomie. Déjà, une équipe de chercheurs du CSIRO avait utilisé l'observatoire Parkes en Australie pour détecter une FRB en 2016, qui avait ensuite été observée par plusieurs observatoires à travers le monde. En conséquence, l'équipe a pu identifier la source (une galaxie elliptique à 6 milliards d'années-lumière de distance) et déterminer le redshift du signal.

Cet exploit sans précédent a permis à l'équipe de recherche de mesurer la densité de la matière intermédiaire entre cette galaxie et la Terre, ce qui a confirmé que nos modèles actuels de mesure de la densité de matière dans l'Univers sont corrects. En d’autres termes, l’équipe a pu trouver la «matière manquante» de l’Univers en utilisant des FRB comme mesure. Ou, comme le dit le Dr Jean-Pierre Macquart, maître de conférences à la Curtin University et l'un des scientifiques responsables de la découverte,

«Les [FRB] sont en fait des laboratoires de physique qui explorent des extrêmes de matière et d'énergie auxquels nous n'avons pas accès dans les laboratoires terrestres. Et c’est précisément ce type de physique qui conduira aux futures avancées technologiques des générations à venir. ”

Des recherches récentes ont également déterminé que les FRB sont un événement cosmologique très commun, se produisant environ une fois par seconde dans notre univers. Avec de puissants outils d'observation bientôt en ligne, tels que le Square Kilometer Array (SKA), le Large Latin Millimeter Array (LLAMA) et le radio-télescope Qitai 110 m, les scientifiques sont assurés d'observer de nombreuses autres FBR dans un avenir proche.

À chaque nouvelle détection, nous en apprendrons davantage sur les causes de ces éclairs étranges et sur la manière dont ils pourraient être utilisés pour résoudre les mystères de notre univers. En attendant, assurez-vous de consulter cette interview du Dr Shannon et de l'équipe de découverte, gracieuseté du CSIRO:

Lectures supplémentaires: ICAR, CSIROscope, Nature

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