Un mystérieux éclair radio localisé dans une lointaine galaxie

Depuis 2007, les astronomes ont enregistré 17 flashes radio très courts dont l'origine demeure inconnue. Pour la première fois, l'un de ces signaux a pu être localisé.

L'antenne radio de 64 m de Parkes, en Australie, a reçu un bref signal venu de 6 milliards d'années-lumière. ©CSIRO.

L'événement remonte au 18 avril 2015 : le radiotélescope géant de Parkes, en Australie, capte un sursaut de moins d'une milliseconde, l'un des plus courts jamais enregistré.

Mais à la différence des fois précédentes, le signal est immédiatement décelé parmi les données par des logiciels élaborés spécialement pour cela. Car dans les cas antérieurs, les découvertes s'étaient faites a posteriori, en épluchant les données enregistrées. L'alerte est donc donnée au réseau de six antennes Australia Telescope Compact Array, qui perçoit deux heures plus tard la fin d'une émission dans la même région du ciel.

Une observation de cette zone avec le télescope de 8,2 m Subaru, à Hawaï, permet de localiser aussitôt le point d'origine du signal : il s'agit d'une galaxie elliptique isolée, distante de 6 milliards d'années-lumière.

 

Localisation du sursaut radio du 18 avril 2015

 

Ces images prises par le télescope japonais Subaru localisent le bref sursaut radio du 18 avril 2015
dans une lointaine galaxie elliptique.
© D. Kaplan (UWM), E. F. Keane (SKAO).

Un mystère total

L'énigme des sursauts radio de courte durée n'est pas résolue pour autant. Depuis leur découverte, en 2007, les théoriciens tentent de comprendre quels objets astrophysiques peuvent en être la source (lire Ciel & Espace n°533 d'octobre 2014).

Deux candidats tiennent la corde : des couples d'étoiles à neutrons qui fusionnent (exactement comme l'ont fait les deux trous noirs responsables de la première onde gravitationnelle détectée) et des magnétars, qui sont des étoiles à neutrons dotées d'un champ magnétique extrêmement puissant.

Le fait de localiser l'événement du 18 avril 2015 dans une galaxie âgée renforce l'idée d'une fusion d'étoiles à neutrons. L'équipe d'Evan Keane, de SKA Organisation, qui a réalisé la détection, pense en effet que, vu son âge, la galaxie contient peu d'étoiles jeunes et beaucoup cadavres stellaires tels que les étoiles à neutrons. La brièveté de l'événement appuie la thèse selon laquelle des petits objets sont impliqués. Or les étoiles à neutrons mesurent typiquement une trentaine de kilomètres de diamètre.

Pour autant, les sursauts radio plus longs détectés auparavant (d'une durée de plusieurs millisecondes) ne peuvent pas s'expliquer par la fusion d'étoiles à neutrons. Voilà pourquoi l'idée de phénomènes associés à des magnétars reste en lice.

Un sondage de la matière invisible

L'émission radio reçue à Parkes donne une autre information aux astronomes. En raison de la grande distance qu'il a parcourue, le signal (6 milliards d'années-lumière) a été altéré par la matière rencontrée en chemin. Celle-ci, éparse dans l'espace, pourrait constituer une fraction de la matière ordinaire qui demeure toujours invisible aux instruments des astronomes.

Il ne s'agit pas de matière noire (de nature inconnue), mais d'atomes ordinaires qui peuplent le vide cosmique et qui ne peuvent être repérés que sur d'immenses volumes d'Univers. Evan Keane considère que ce sursaut radio leur a peut-être révélé cette matière invisible qui constitue une part non négligeable de la matière ordinaire (qui représente 5% du contenu de l'Univers).

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