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La détection d’un intense sursaut radio rapide dans la Voie lactée pourrait expliquer l’origine d’un mystérieux phénomène

La proximité d’une intense pulsation donne à penser que certains sursauts radio rapides pourraient provenir de magnétars
±ĘłÜ˛ú±ôľ±Ă©: 4 November 2020

Des observations rĂ©centes d’une Ă©quipe d’astronomes dirigĂ©e par des scientifiques canadiens et notamment formĂ©e de chercheurs de l’ et du de l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ donnent fortement Ă  penser que certains sursauts radio rapides (FRB, pour fast radio burst) pourraient provenir de magnĂ©tars, Ă©toiles Ă  neutrons qui gĂ©nĂ©reraient un champ magnĂ©tique d’une extrĂŞme intensitĂ©. Bien qu’on l’ait cherchĂ©e tant et plus, on n’a jamais rĂ©ussi Ă  trouver la source de ce phĂ©nomène mystĂ©rieux, qui fait l’objet de plusieurs hypothèses.

Grande première : sursaut radio intense émanant d’un magnétar galactique

Le 28 avril 2020, une équipe d’une cinquantaine d’étudiants, postdoctorants et professeurs constituant la Collaboration FRB de l’ (CHIME) a détecté un sursaut radio d’une intensité inhabituelle provenant d’un magnétar situé à proximité, dans la Voie lactée. Dans un article publié aujourd’hui dans la revue , ces scientifiques indiquent que le sursaut radio était trois mille fois plus intense que les magnétars étudiés à ce jour, ce qui vient étayer la théorie voulant que ces étoiles à neutrons soient à l’origine d’au moins certains sursauts radio rapides.

« Selon nos calculs, si un sursaut d’une telle intensitĂ© provenait d’une autre galaxie, il serait impossible de le distinguer de certains sursauts radio rapides, ce qui donne vraiment du poids Ă  la thĂ©orie selon laquelle ces sursauts, ou du moins certains d’entre eux, proviendraient de magnĂ©tars », explique Pragya Chawla, coauteure de l’étude et doctorante au DĂ©partement de physique de l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ.

Théories sur l’origine des sursauts radio rapides

Les sursauts radio rapides ont été découverts il y a plus de dix ans. S’ils ont d’abord cru avoir affaire à un phénomène isolé, les astronomes ont depuis constaté que certaines de ces émissions radio de haute intensité – plus intenses que l’énergie produite par le Soleil au cours de millions, voire de milliards, d’années – se répétaient.

Selon l’une des théories avancées, les sursauts radio rapides proviendraient en fait de magnétars extragalactiques, jeunes étoiles à neutrons possédant un champ magnétique d’une extrême intensité qui, à l’occasion, explosent, relâchant alors d’énormes quantités d’énergie.

« Jusqu’à maintenant, les sursauts radio rapides captĂ©s par des tĂ©lescopes comme CHIME provenaient tous d’autres galaxies; il est donc difficile de les Ă©tudier de près », prĂ©cise Ziggy Pleunis, autre coauteur de l’étude et lui aussi doctorant au DĂ©partement de physique de l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ. « De plus, la thĂ©orie des magnĂ©tars n’était pas Ă©tayĂ©e par l’observation de ces Ă©toiles dans notre propre galaxie, puisque jusqu’à maintenant, nous constations que l’énergie qu’elles dĂ©gageaient Ă©tait beaucoup moins intense que celle des sursauts radio rapides extragalactiques. »

Les sursauts radio rapides proviennent-ils tous de magnétars?

« Cependant, comme les sources de sursauts radio rapides les plus brillantes et les plus actives possèdent une énergie et une activité bien supérieures à celles que l’on observe dans les magnétars, on peut penser que certains sursauts proviennent de magnétars plus jeunes, plus énergiques et plus actifs », avance Paul Scholz, Ph. D., de l’Institut Dunlap d’astronomie et d’astrophysique de l’Université de Toronto.

Si une émission radio extragalactique et une émission de rayons X étaient détectées simultanément, nous aurions une preuve tangible que certains sursauts radio rapides proviennent de magnétars. Cela ne sera vraisemblablement possible, toutefois, que pour les sursauts radio rapides provenant d’une source assez rapprochée. La bonne nouvelle, c’est que la Collaboration CHIME-FRB en découvre en bonne quantité.

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L’article « A bright millisecond-duration radio burst from a Galactic magnetar », par la Collaboration CHIME-FRB, a été publié dans la revue .

DOI: 10.1038/s41586-020-2863-y

Le financement

Le projet CHIME-FRB est financĂ© par une subvention de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI), la Colombie-Britannique et le QuĂ©bec ainsi que l’Institut Dunlap d’astronomie et d’astrophysique de l’UniversitĂ© de Toronto. Ont Ă©galement contribuĂ© au financement l’Institut canadien de recherches avancĂ©es (CIFAR), l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ et l’Institut spatial de ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ par l’entremise de la Fondation familiale Trottier, et l’UniversitĂ© de la Colombie-Britannique. L’expĂ©rience CHIME est financĂ©e par une subvention du Fonds de l’avant-garde de la FCI et par des contributions de la Colombie-Britannique, du QuĂ©bec et de l’Ontario. L’Institut Dunlap est financĂ© par un fonds de dotation Ă©tabli par la Famille David-Dunlap et l’UniversitĂ© de Toronto. La recherche rĂ©alisĂ©e Ă  l’Institut PĂ©rimètre est financĂ©e par le gouvernement du Canada, par l’entremise d’Innovation, Sciences et DĂ©veloppement Ă©conomique Canada, ainsi que par l’Ontario, par l’entremise du ministère de la Recherche et de l’Innovation. Le National Radio Astronomy Observatory de la National Science Foundation (NSF) est exploitĂ© par Associated Universities, Inc. au titre d’un accord de coopĂ©ration.

Des sommes en provenance des sources suivantes ont Ă©galement Ă©tĂ© affectĂ©es Ă  l’étude : Fonds de recherche du QuĂ©bec – Nature et Technologie (FRQNT), bourse Killam, subvention Ă  la dĂ©couverte du Conseil de recherches en sciences naturelles et en gĂ©nie du Canada (CRSNG), CIFAR, Centre de recherche en astrophysique du QuĂ©bec (CRAQ) du FRQNT, Programme des chaires de recherche du Canada, NSF, Chaire d’astrophysique et de cosmologie Lorne‑Trottier, Chaire James-ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ (professeur distinguĂ©), bourse Gerhard‑Herzberg, bourse de la Fondation R.-Howard­-Webster du CIFAR, bourse postdoctorale Banting, bourse Physics Frontiers Center de la NSF, Programme d’excellence en recherche du Fonds pour la recherche en Ontario (ER‑FRO), Fondation Simons, Fondation Alexander-von-Humboldt, bourse d’études supĂ©rieures Schulich de l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ, bourse Dunlap et bourse postdoctorale du CRSNG.

La Collaboration CHIME-FRB

La Collaboration CHIME-FRB rĂ©unit plus de 50 scientifiques dirigĂ©s par l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ, l’UniversitĂ© de la Colombie-Britannique, l’UniversitĂ© de Toronto, l’Institut PĂ©rimètre de physique thĂ©orique et le Conseil national de recherches Canada (CNRC). Les 16 millions de dollars nĂ©cessaires Ă  la mise en place de CHIME proviennent de la Fondation canadienne pour l’innovation ainsi que des gouvernements de la Colombie-Britannique, de l’Ontario et du QuĂ©bec; ont Ă©galement contribuĂ© Ă  cette initiative l’Institut Dunlap d’astronomie et d’astrophysique, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en gĂ©nie du Canada de mĂŞme que l’Institut canadien de recherches avancĂ©es. Le tĂ©lescope se trouve Ă  l’Observatoire fĂ©dĂ©ral de radioastrophysique du CNRC, près de Penticton, au cĹ“ur des montagnes de la vallĂ©e de l’Okanagan, en Colombie-Britannique. CHIME possède le statut d’instrument Ă©claireur officiel du RĂ©seau d’un kilomètre carrĂ© (SKA).

L’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ

FondĂ©e en 1821 Ă  MontrĂ©al, au QuĂ©bec, l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ est l’une des grandes universitĂ©s du Canada. Elle compte deux campus, 11 facultĂ©s, 13 Ă©coles professionnelles, 300 programmes d’études et au-delĂ  de 40 000 Ă©tudiants, dont plus de 10 200 aux cycles supĂ©rieurs. Elle accueille des Ă©tudiants originaires de plus de 150 pays, ses 12 800 Ă©tudiants internationaux reprĂ©sentant 31 % de sa population Ă©tudiante. Au-delĂ  de la moitiĂ© des Ă©tudiants de l’UniversitĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ ont une langue maternelle autre que l’anglais, et environ 19 % sont francophones.

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