De mystérieux « cercles radio » intriguent les astronomes

Une équipe australienne annonce la découverte de sources radio circulaires. La nature de ces curieux phénomènes baptisés ORC (pour Odd Radio Circles) reste inconnue, mais des pistes sont explorées pour tenter de l’expliquer.

L’Univers comporte encore son lot de mystères, comme le montrent les récentes observations réalisées en Australie par le réseau de radiotélescopes Askap (Australian Square Kilometre Array Pathfinder). L’équipe de Ray Norris du CSIRO a publié le 27 avril 2021 une étude sur l’observation de quatre phénomènes inédits. Dénommés ORC, pour Odd Radio Circles (étranges cercles radio), ils s’imposent comme un nouveau casse-tête pour les astronomes.

Ondes radio non identifiées

Les trois premiers ORC ont été détectés en 2019, lors de la mise en place du programme d’observation du ciel profond dans l’hémisphère Sud, l’EMU (Evolutionnary Map of the Universe). Des déformations circulaires se sont révélées sur les données transmises par les 36 antennes qui composent l’Askap. Ces ORC sont d’autant plus étonnants qu’ils ne correspondent à aucune contrepartie optique, infrarouge, ultraviolet ou encore en rayons X. Ces « objets » n’existent qu’en ondes radio ! Le quatrième ORC est trouvé par hasard, en remontant des archives du Giant MetreWave Radio Telescope datant de 2013, et plus récemment, un cinquième a été mis au jour par le CSIRO.

L’Australian Square Kilometre Array Pathfinder. © ASKAP
Les “étranges cercles radio” ont été détectés par l’Australian Square Kilometre Array Pathfinder. © ASKAP

La première explication envisagée était la plus simple : une apparition d’artéfacts (ou d’interférences) lors de la déconvolution d’une forte émission radio, procédé permettant de décomposer et traduire en image ledit signal. Mais des observations ont été menées sur d’autres instruments de l’Askap à différents moments et l’équipe de Ray Norris a écarté cette idée après avoir constaté que les ORC 1 et 2 persistaient.

D’autres spécificités attisent la curiosité. ORC 1, 2 et 4 sont des anneaux partiellement remplis et fragmentés avec des bordures brillantes. Le troisième objet, lui, est un cercle plein, dont les signaux sont diffusés du centre vers l’extérieur dans un décroissement « monotone ». Des sources lumineuses sont repérées en périphérie et au cœur des ORC. Certaines se révèlent être des étoiles. D’autres sont des galaxies, telles que WISE J210308.23-620055.0 (pour ORC 1) et « B » (pour ORC 2). Bien que leur composition soit différente, on retrouve un nombre élevé de similarités dans leur symétrie.

Deux théories privilégiées pour l’instant

Malgré la précision des données reçues par l’Askap, les ORC restent une véritable énigme. Depuis maintenant deux ans, Ray Norris et ses collègues tentent de les expliquer. Dans l’étude publiée le 27 avril, pas moins de dix hypothèses sont formulées. Bärbel Koribalski, chercheuse au CSIRO, explique que toutes les théories sont examinées avec une grande attention, mais que deux sortent du lot : ces objets seraient des rémanents de supernova — les vestiges de matière diffusés lors de l’explosion d’une étoile — ou des nébuleuses planétaires que l’on ne pourrait détecter visuellement. « Le premier ORC que nous avons ressemblait à un rémanent de supernova, avec une morphologie radio très similaire. Mais la détection a été faite dans un secteur très éloigné du disque galactique de la Voie lactée, qui concentre la majorité des étoiles, et donc des rémanents. La même observation s’applique pour la théorie de la présence d’une nébuleuse planétaire », précise l’astrophysicienne.

Un des ORC détectés par l’équipe australienne. © B. Koribalski et al. 2021
Un des ORC détectés par l’équipe australienne. © B. Koribalski et al. 2021

Selon elle, l’invisibilité de ces phénomènes dans d’autres longueurs d’onde rend difficile la vérification des explications envisagées. Plus ces cercles radio sont étudiés, plus ils soulèvent de questions. Parmi les autres hypothèses avancées, il pourrait s’agir de lobes radio provenant de fortes sources d’émission, à savoir les trous noirs supermassifs structurant les galaxies observées au centre de 1, 2 et 5. Ou encore des anneaux provoqués par des étoiles Wolf-Rayet, ou bien des sursauts gamma créés par l’effondrement gravitationnel d’une étoile.

De nouveaux phénomènes cosmiques ?

En parallèle des recherches menées par l’équipe australienne, les radiotélescopes du monde entier sont en chasse de nouveaux ORC à analyser. Cinq sont lancés dans cette quête : le GMRT en Inde, le LOFAR en Europe, le MeerKAT en Afrique du Sud, l’ATCA en Australie (aussi sous la coordination du CSIRO), ainsi que l’instrument X-ray eROSITA sur le télescope spatial russo-allemand Spektr-RG.

Et parmi les nombreuses incertitudes planant autour de ces objets singuliers, une question taraude les astronomes : et si les ORC étaient de nouveaux phénomènes cosmiques ? « Nous sommes peut-être face à une nouvelle forme d’évènement stellaire, constate Bärbel Koribalski. Nous gardons l’esprit ouvert à toute possibilité et mettons toute notre énergie à comprendre les ORC par le biais d’observations, simulations, réflexions, etc. Plus nous aurons de données, plus la photo d’ensemble deviendra claire ! »

Recevez Ciel & Espace pour moins de 6€/mois

Et beaucoup d'autres avantages avec l'offre numérique.

Voir les offres

Nous avons sélectionné pour vous

  • Les nuages noctiluques font leur retour au crépuscule

    En juin et juillet, les longs crépuscules d’été réservent souvent une surprise : l’apparition d’étonnants nuages luminescents dans un ciel déjà sombre. Ces formations spectaculaires semblent surtout survenir en période de minimum d’activité solaire, et chacun peut les observer. C'est sans doute la dernière année favorable à leur observation avant 10 ans, donc profitez-en !

  • L’Europe pourrait construire son propre vaisseau spatial

    Serait-il possible de voir des astronautes s’envoler dans l’espace depuis la Guyane au sommet d’une Ariane 6 ? Toute la technologie nécessaire est déjà au point, répond l’étude du CNES présentée le 16 juin 2021 au forum GLEX sur l’exploration spatiale, à Saint-Pétersbourg.

  • Des complications pendant la sortie dans l’espace de Thomas Pesquet

    Au terme de leur sortie dans l’espace, Thomas Pesquet et Shane Kimbrough ne sont pas parvenus à déployer les panneaux solaires. Objectif manqué pour une mission qui a connu plusieurs couacs.