Expliqué : Qu'est-ce qu'un sursaut radio, repéré par la NASA pour la première fois dans la Voie lactée ?
Les Fast Radio Bursts sont des rafales lumineuses d'ondes radio dont les durées se situent à l'échelle de la milliseconde, à cause desquelles il est difficile de les détecter et de déterminer leur position dans le ciel.
Un puissant sursaut de rayons X jaillit d'un magnétar - une version supermagnétisée d'un vestige stellaire connu sous le nom d'étoile à neutrons - dans cette illustration. (Photo gracieuseté : Goddard Space Flight Center de la NASA/Chris Smith (USRA) La NASA a rapporté que le 28 avril, elle avait observé un mélange de rayons X et de signaux radio jamais observés auparavant dans la Voie lactée. De manière significative, la poussée qu'il a observée comprenait le premier sursaut radio rapide (FRB) observé dans la galaxie.
Trois articles rapportant la détection du phénomène appelé FRB ont été publiés dans la revue Nature le 4 novembre. Alors, que sont les FRB et pourquoi cette observation est-elle importante ?
Qui a découvert les sursauts simultanés de la Voie lactée ?
La portion de rayons X des sursauts simultanés a été détectée par plusieurs satellites, dont la mission Wind de la NASA, et la composante radio a été découverte par l'Expérience canadienne de cartographie de l'intensité de l'hydrogène (CHIME), un radiotélescope situé au Dominion Radio Astrophysical Observatory en Colombie-Britannique, qui est dirigée par l'Université McGill à Montréal, l'Université de la Colombie-Britannique et l'Université de Toronto.
Notre @NASAUniverse Les observatoires ont aidé à détecter le premier sursaut radio rapide jamais vu depuis notre galaxie de la Voie lactée. Comment cet événement unique a aidé les astronomes à mieux comprendre la source de ces explosions, auparavant uniquement observées dans d'autres galaxies : https://t.co/sHLlsQXwRC pic.twitter.com/QTec4tAlHh
- NASA (@NASA) 4 novembre 2020
En outre, un projet financé par la NASA appelé Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) a également détecté le sursaut radio vu par CHIME. STARE2 est exploité par Caltech et le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud et l'équipe derrière a déterminé que l'énergie de la rafale était comparable à celle des FRB.
Alors, qu'est-ce qu'un FRB?
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Le premier FRB a été découvert en 2007, depuis que les scientifiques s'efforcent de trouver la source de leur origine. Essentiellement, les FRB sont des rafales lumineuses d'ondes radio (les ondes radio peuvent être produites par des objets astronomiques avec des champs magnétiques changeants) dont les durées se situent à l'échelle de la milliseconde, à cause desquelles il est difficile de les détecter et de déterminer leur position dans le ciel.
Quelle est l'origine du FRB détecté en avril ?
La source du FRB détectée en avril dans la Voie lactée est une étoile à neutrons magnétique très puissante, appelée magnétar, appelée SGR 1935+2154 ou SGR 1935, située dans la constellation de Vulpecula et estimée entre 14 000 et 41 000 années-lumière.
Le FRB faisait partie de l'une des poussées les plus prolifiques du magnétar, les sursauts de rayons X ayant duré moins d'une seconde. Le sursaut radio, en revanche, a duré un millième de seconde et était des milliers de fois plus lumineux que toute autre émission radio des magnétars vus dans la Voie lactée auparavant. Il est possible que le sursaut associé au FRB ait été exceptionnel car il s'est probablement produit au niveau ou à proximité du pôle magnétique du magnétar.
Cette poussée, qui a duré des heures, a été captée par le télescope spatial Fermi Gamma de la NASA et l'étoile à neutrons Interior Composition Explorer (NICER) de la NASA, qui est un télescope à rayons X monté sur la Station spatiale internationale. Express Explained est maintenant sur Telegram
Qu'est-ce qu'un magnétar ?
Selon la NASA, un magnétar est une étoile à neutrons, les restes écrasés de la taille d'une ville d'une étoile plusieurs fois plus massive que notre Soleil. Le champ magnétique d'une telle étoile est très puissant, qui peut être plus de 10 000 milliards de fois plus fort qu'un aimant de réfrigérateur et jusqu'à mille fois plus fort que celui d'une étoile à neutrons typique.
Les étoiles à neutrons se forment lorsque le noyau d'une étoile massive subit un effondrement gravitationnel lorsqu'elle atteint la fin de sa vie. Il en résulte que la matière est si serrée que même une quantité de matière de la taille d'un cube de sucre provenant d'une telle étoile pèse plus d'un milliard de tonnes, ce qui est à peu près le même que le poids du mont Everest, selon la NASA.
Les magnétars sont une sous-classe de ces neutrons et libèrent parfois des éruptions avec plus d'énergie en une fraction de seconde que le Soleil est capable d'en émettre en des dizaines de milliers d'années. Dans le cas de SGR 1935, par exemple, la portion de rayons X des sursauts simultanés qu'il a émis en avril transportait autant d'énergie que le Soleil en produit en un mois, en supposant que le magnétar se trouve vers l'extrémité la plus proche de sa plage de distance.
Pourquoi cette observation est-elle importante ?
Jusqu'à présent, diverses théories tentaient d'expliquer quelles pourraient être les sources possibles d'un FRB. L'une des sources proposées par les théories a été les magnétars. Mais avant avril de cette année, les scientifiques ne disposaient d'aucune preuve démontrant que les FRB pouvaient être extraits d'un magnétar. Par conséquent, l'observation est particulièrement significative.
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Chris Bochenek, doctorant en astrophysique à Caltech, a déclaré dans un communiqué de presse de la NASA : Bien qu'il puisse encore y avoir des rebondissements passionnants dans l'histoire des FRB à l'avenir, pour moi, en ce moment, je pense qu'il est juste de dire que la plupart des FRB proviennent de magnétars jusqu'à preuve du contraire.
Prises ensemble, les observations suggèrent fortement que SGR 1935 a produit l'équivalent d'un FRB de la Voie lactée, ce qui signifie que les magnétars d'autres galaxies produisent probablement au moins certains de ces signaux, a déclaré la NASA.
Même ainsi, pour une preuve à toute épreuve de la connexion des FRB avec les magnétars, les chercheurs continueront à rechercher un FRB en dehors de la Voie lactée qui coïncide avec un sursaut de rayons X de la même source.
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