Les chercheurs se concentrent sur la source des sursauts radio rapides

Les sursauts radio rapides sont exactement ce que leur nom l’indique : une onde soudaine de photons à des fréquences radio qui durent souvent moins d’une seconde. Une fois que les scientifiques eurent fini de se convaincre qu’ils n’examinaient pas les problèmes d’équipement, des recherches étaient en cours pour déterminer ce qui produirait les énormes quantités d’énergie impliquées dans une rafale radio rapide (FRB).

Découverte Premier répéteur FRB Il nous a dit que le processus qui génère le FRB ne détruit pas l’objet qui le produit. Au final, le FRB associé à . a été trouvé Événements à des longueurs d’onde supplémentairespermettant de spécifier la source : étoile magnétique, un sous-ensemble d’étoiles à neutrons qui contiennent les champs magnétiques les plus extrêmes de l’univers. Bien qu’il s’agisse d’une excellente avancée, cela ne nous dit toujours rien sur la physique de la production d’une rafale – la connaissance qui est censée nous dire pourquoi la plupart des magnétars ne la produisent pas et pourquoi une rafale a tendance à démarrer et à s’arrêter. soudain.

Maintenant, les chercheurs ont identifié un FRB qui aide à limiter nos idées sur ce qui pourrait le produire. Le FRB lui-même semble être un événement unique, mais il se compose de neuf rafales individuelles espacées d’environ 215 millisecondes. Le rythme rapide signifie que la source de l’explosion doit presque certainement se trouver près de la surface du magnétar.

Rafales et sous-rafales

De nouvelles œuvres viennent du Canada instrument de résonance, qui a été établi pour d’autres observations mais s’est avéré sensible aux nombreuses longueurs d’onde qui composent le FRB. CHIME balaye une grande partie du ciel, ce qui lui permet de repérer les FRB malgré le fait qu’ils ne se produisent pas au même endroit près de deux fois.

Le pipeline d’analyse automatisé qui sélectionne les événements FRB potentiels aurait dû manquer un événement appelé FRB 20191221A, simplement parce qu’il était beaucoup plus long que les FRB identifiés, prenant environ trois secondes pour que les émissions radio augmentent puis redescendent aux niveaux de fond. Mais les données ont été enregistrées pour une analyse future car ces trois secondes semblaient contenir plusieurs rafales indépendantes, et ce sont ces sous-rafales qui ont incité le système à signaler les données.

Bien que nous ayons identifié des sources récurrentes auparavant, celles-ci produisaient des rafales uniques avec un long intervalle entre elles. En revanche, FRB 20191221A avait un intervalle d’environ 215 millisecondes seulement entre eux.

En fait, les écarts entre ces sous-flux étaient remarquablement réguliers. Les chercheurs ont estimé la probabilité de découvrir quelque chose qui semble régulier mais qui n’est pas vraiment régulier à une sur 10^-11leur donnant une « confiance élevée » que le signal est cyclique.

Depuis cet événement, il n’y a eu aucune indication d’un autre événement dans la même région que FRB 20191221A. Il semble également provenir d’une source extérieure à notre galaxie.

près du coeur

Mais c’est vraiment la périodicité qui nous dit quelque chose sur la nature des FRB. Les étoiles à neutrons elles-mêmes sont des environnements très extrêmes, de sorte que leurs surfaces peuvent produire les types d’énergies extrêmes nécessaires pour un FRB. Mais les magnétars ont des champs magnétiques intenses qui étendent l’environnement de haute énergie bien au-delà de la surface de l’étoile à neutrons. (La force de leurs champs est si forte que les orbites normales des atomes sont déformées, ce qui empêche la chimie de se produire n’importe où près d’eux.) Donc, on ne sait pas à quel point la génération de FRB est proche de l’étoile à neutrons.

La synchronisation de ces sous-impulsions confirme fortement qu’elles se trouvent à la surface de l’étoile. La séparation des événements au niveau de la milliseconde correspond à la vitesse de rotation des étoiles à neutrons que nous voyons dans de nombreux pulsars. Donc, ce que nous voyons avec FRB 20191221A peut être un événement étendu à la surface d’une étoile à neutrons qui crée un faisceau qui clignote à travers la Terre lorsque l’étoile tourne avant de disparaître à nouveau. Mais étant donné la longueur des pulsars, la source doit être beaucoup plus large que n’importe quel pulsar que nous avons vu.

Une autre explication pourrait être que l’étoile tourne lentement et que nous assistons à un événement qui secoue sa croûte, la rafale d’émissions synchronisant la fréquence de vibration de la croûte. Encore une fois, la nature extrême des étoiles à neutrons signifie qu’un « séisme stellaire » aura beaucoup plus d’énergie que ce que nous verrions sur Terre.

En revanche, il est difficile de comprendre comment on peut créer ce type de périodicité à distance du magnétar sans source périodique sur l’étoile elle-même.

Tout cela, cependant, est basé sur l’hypothèse que le FRB 20191221A représente les FRB en général. En examinant les données de CHIME, l’équipe de recherche a trouvé deux exemples de ce qui semble être une fréquence similaire mais moins de sous-brosses. La certitude statistique quant à savoir si la séparation régulière entre eux est, cependant, est inférieure à celle due en partie au plus petit nombre d’itérations.

Ainsi, bien qu’il y ait encore une certaine incertitude quant à la représentativité du FRB 20191221A, c’est le genre de progrès qui nous a lentement rapprochés de la compréhension des FRB au cours de la dernière décennie. En réduisant progressivement le nombre d’explications possibles, nous nous rapprochons lentement de la compréhension de ce qui résulte de ces événements extrêmes.

Nature, 2022. DOI : 10.1038 / s41586-022-04841-8 (À propos des DOI).