« A coupé le souffle » : ce sursaut radio cosmique, plus brillant qu’une galaxie, provient d’une étoile à neutrons à seulement 10 000 km

Les sursauts radio rapides (FRB) sont l’un des phénomènes les plus fascinants et mystérieux de l’univers. Ces flashes radio éphémères, qui durent seulement quelques millisecondes, sont capables d’émettre plus d’énergie que le Soleil en une journée. Malgré leur brièveté, ils ont captivé les astronomes du monde entier, notamment parce que leur origine est longtemps restée un mystère. Récemment, une avancée majeure a été réalisée lorsque des chercheurs ont réussi à tracer l’origine d’un FRB particulier jusqu’à la magnétosphère d’une étoile à neutrons. Cette découverte révolutionnaire ouvre de nouvelles perspectives sur la compréhension de ces phénomènes interstellaires.

L’origine des sursauts radio rapides

Les sursauts radio rapides ont été détectés pour la première fois en 2007, et depuis lors, des milliers ont été observés. Leur origine a suscité de nombreux débats parmi les astronomes. Certains suggéraient qu’ils proviennent de chocs puissants dans l’espace, tandis que d’autres pensaient qu’ils pouvaient être liés à des environnements fortement magnétiques autour des étoiles à neutrons. Les récentes recherches menées par le MIT ont permis d’affiner ces théories.

En étudiant un FRB spécifique, nommé FRB 20221022A, les chercheurs ont pu identifier une caractéristique unique : une courbe de polarisation en forme de S. Cette observation a fourni des preuves solides que le sursaut provenait d’une source en rotation, semblable à des pulsars, qui sont des étoiles à neutrons très magnétisées émettant des impulsions de radiation. Cette découverte a été cruciale pour confirmer que ces sursauts peuvent effectivement émaner des magnétosphères des étoiles à neutrons.

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La détection et l’analyse des FRB

L’un des outils clés dans la détection des FRB est le Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME), qui a considérablement augmenté le nombre de FRB détectés depuis sa mise en service en 2020. En 2022, CHIME a détecté le FRB 20221022A, qui n’a duré qu’environ deux millisecondes. Ce court laps de temps rend l’analyse de ces événements particulièrement difficile, mais aussi incroyablement précieuse.

Un «sursaut radio rapide» détecté au sein de notre galaxie
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— Le Parisien (@le_Parisien) November 4, 2020

L’équipe du MIT, en collaboration avec l’Université McGill, a utilisé les données de CHIME pour analyser les variations de luminosité du FRB. Ces variations, connues sous le nom de scintillation, sont similaires au scintillement des étoiles observé à travers l’atmosphère terrestre. En étudiant ces variations, les chercheurs ont pu déterminer que le sursaut provenait d’une région extrêmement proche de l’étoile à neutrons.

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Le rôle crucial de la magnétosphère

La magnétosphère d’une étoile à neutrons est une région de force magnétique intense, qui joue un rôle crucial dans la formation des sursauts radio rapides. Pour la première fois, la recherche a démontré qu’un FRB peut provenir directement de la magnétosphère. Cela réfute certaines théories antérieures selon lesquelles les sursauts pourraient être produits plus loin de leur source.

Cette découverte est significative car elle montre que les champs magnétiques extrêmes autour des étoiles à neutrons sont capables de produire des émissions radio suffisamment puissantes pour être détectées à des millions d’années-lumière. Les chercheurs, comme Kenzie Nimmo du MIT, ont souligné que ces champs magnétiques sont à la limite de ce que l’univers peut produire, rendant cette découverte encore plus fascinante.

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Comparaison des distances dans l’espace

La distance de l’origine du FRB 20221022A à son étoile à neutrons est remarquablement petite par rapport aux distances astronomiques typiques. Cette proximité est essentielle pour comprendre la nature des sursauts radio rapides et leur intensité énergétique.

Implications de la découverte

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♬ son original – Marion Ruffié

La confirmation que certains FRB proviennent de la magnétosphère des étoiles à neutrons a des implications profondes pour l’astrophysique. Elle offre de nouvelles pistes pour explorer la physique des champs magnétiques extrêmes et des plasmas dans l’univers. De plus, cette découverte pourrait conduire à une meilleure compréhension des processus qui se produisent dans les environnements extrêmes autour des étoiles compactes.

En outre, elle soulève de nouvelles questions sur les mécanismes exacts par lesquels ces sursauts sont générés et sur la manière dont ils échappent à l’attraction gravitationnelle intense de leur étoile à neutrons d’origine. Les recherches futures se concentreront probablement sur ces aspects, en utilisant des technologies d’observation encore plus avancées.

La découverte de l’origine du FRB 20221022A dans la magnétosphère d’une étoile à neutrons est une avancée majeure dans la compréhension des sursauts radio rapides. Elle met en lumière la complexité des environnements magnétiques extrêmes et ouvre de nouvelles voies de recherche en astrophysique. Cependant, de nombreuses questions demeurent : comment exactement ces sursauts sont-ils générés et quelles autres sources pourraient exister dans l’univers ? Les astronomes continueront à scruter les cieux pour percer les mystères de ces phénomènes énigmatiques.

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