L'origine des étranges sursauts radio extraterrestres a été découverte

Il y a longtemps, dans une galaxie très très lointaine, un mystérieux événement a déclenché une vague d'ondes radio dans le cosmos. En septembre 2018, cette puissante impulsion est entrée en collision avec un réseau de radiotélescopes dans l’ouest australien. Bien que le signal n'ait duré que quelques millisecondes, les scientifiques ont pu retracer l'origine de ces ondes : une galaxie située à environ quatre milliards d'années-lumière, dans la constellation de la Grue.

Alors que les astronomes ont observé des centaines d'impulsions cosmiques similaires au cours des dix dernières années, la dernière observation en date a pour la première fois permis aux scientifiques de détecter son origine. Découvrir l'origine de ces « sursauts radio rapides » devrait aider les scientifiques à mieux comprendre les mécanismes à l'origine de telles explosions.

« Leur localisation est essentielle », indique Keith Bannister de l'organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth (Australie), qui a publié le résultat des recherches dans la revue Science. « Les prochaines localisations devraient, espérons-le, montrer la diversité du phénomène auquel nous sommes confrontés, ce qui aidera réellement les théoriciens à comprendre ce qu'il se passe. »

Pour l'instant, cependant, cette nouvelle observation ne fait qu'approfondir le mystère.

« Je ne sais pas si nous sommes plus près de résoudre ce que sont les sursauts radio rapides, mais cela nous amène à une vision d'ensemble plus complète », estime Emily Petroff de l'Université d'Amsterdam et l'un des principaux experts en matière de sursauts radio rapides.

UN GRAND SURSAUT

Des sursauts radio rapides ont été détectés pour la première fois il y a à peu près dix ans, quand l'astronome Duncan Lorimer de la West Virginia University a repéré une éruption d'ondes radio d'une fraction de seconde dans les données recueillies par l'observatoire australien Parkes. À l'époque, certains astronomes étaient sceptiques quant à l'origine cosmique du sursaut - il était tellement puissant et semblait venir de si loin que de nombreux astronomes émettaient l'hypothèse qu'il puisse s'agir d'un signal banal interprété comme un phénomène intergalactique.

Mais ensuite, d'autres sursauts ont été perçus, repérés par différents télescopes, et les astronomes ont commencé à rechercher sérieusement les origines lointaines de ces phénomènes. Les premières théories incluaient l'évaporation de trous noirs, des cataclysmes cosmiques, des étoiles mortes denses et parfois même des intelligences extraterrestres. Mais les sursauts étaient si passagers que s'en saisir et les étudier était délicat.

Puis, en 2016, des astronomes ayant accès à l'observatoire Arecibo à Porto Rico ont annoncé qu'un sursaut, appelé FRB 121102, perdurait. Contrairement à d'autres sursauts de ce type, FRB 121102 ne s'est toujours pas refermé, et en 2017, les scientifiques l'ont enfin cartographié pour former les singuliers contours d'une galaxie naine située à environ trois milliards d'années-lumière de distance.

L'une des principales théories pouvant expliquer ces explosions cosmiques implique de jeunes étoiles à neutrons extrêmement magnétiques, appelées magnétars, des cadavres de soleils autrefois massifs à la durée de vie très courte et à la fin très violente. Cependant, même si des centaines de sursauts radios rapides ont été captés par des télescopes en Australie, en Russie, aux États-Unis et au Canada, leurs origines sont encore fondamentalement inconnues.

UN NOUVEL ESPOIR

C’est la raison pour laquelle Bannister et ses collègues étaient impatients de tester le réseau de radiotélescopes australien Australian Square Kilometre Array Pathfinder et de partir à la recherche de ces phénomènes astrophysiques furtifs.

Avec 36 antennes paraboliques réparties sur plus de 5 km², les astronomes pouvaient bénéficier de légers décalages dans la perception du sursaut pour affiner son origine céleste. Et le 24 septembre 2018, alors qu'ils travaillaient sur un logiciel spécialement conçu pour localiser des sursauts radios simples, le réseau de radiotélescopes a capté un sursaut désormais connu sous le nom de FRB 180924.

Des télescopes optiques hawaïens et chiliens ont ensuite permis à l’équipe d'identifier le foyer de cette explosion : une galaxie située à une distance d’environ 3,6 milliards d’années-lumière. Plus précisément, le sursaut vient de la périphérie d’une grande galaxie spirale qui est peut-être assez semblable à une jeune voie lactée.

« La galaxie hôte est plutôt ennuyeuse », déclare Bannister. « La plupart des étoiles de l'univers vivent dans des galaxies comme celle-ci. Ce n'est donc pas inhabituel, mais elle est vraiment différente de l'hôte de FRB 121102. »

La galaxie est environ mille fois plus massive que la galaxie naine dont provient FRB 121102 et les étoiles s'y forment beaucoup plus lentement. Cela signifie que les étoiles mortes récemment, comme les magnétars, ne devraient pas y prospérer.

« Il est étonnant que ces galaxies soient si différentes, mais je pense que cela nous montre que nous avons encore beaucoup à apprendre sur les hôtes des sursauts radio rapides », estime Petroff. « D'une certaine manière, je suis soulagé que celui-ci ne provienne pas d'une galaxie naine comme [FRB 121102], ce serait trop facile ! »

Alors, que vont faire les astronomes ? Au fur et à mesure que des sursauts sont détectés, les cartographes intergalactiques se mettront au travail en suivant les flashs radio jusqu'à leur foyer d'émission puis, espèrent-ils, commenceront à démêler le mystère des sursauts radio rapides. Bannister et d’autres soupçonnent qu’en fin de compte, ils pourraient trouver plus d’un moteur cosmique capable d’alimenter de telles explosions.

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.