Un mystérieux sursaut radio rapide remonte à un amas rare de galaxies

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Les astronomes ont retracé l'un des sursauts radio rapides les plus puissants et les plus lointains jamais découverts jusqu'à son habitat cosmique inhabituel : un rare amas de galaxies « ressemblant à des bulles ». Cette découverte inattendue pourrait faire la lumière sur les causes des mystérieuses explosions d’ondes radio qui intriguent les scientifiques depuis des années.

Le signal intense, appelé FRB 20220610A, a été détecté pour la première fois le 10 juin 2022 et a parcouru 8 milliards d’années-lumière pour atteindre la Terre. Une année-lumière correspond à la distance parcourue par la lumière en un an, soit 5,88 billions de miles (9,46 billions de km).

Les sursauts radio rapides, ou FRB, sont des sursauts intenses d'ondes radio d'une durée d'une milliseconde et d'origine inconnue. Le premier FRB a été détecté en 2007, et depuis lors, des centaines de ces éclairs cosmiques rapides ont été détectés provenant de points éloignés de l’univers.

Ce sursaut radio rapide a duré moins d’une milliseconde, mais était quatre fois plus énergétique que les sursauts radio rapides détectés précédemment. L'explosion a libéré l'équivalent des émissions actives de notre Soleil sur 30 ans, selon un rapport L'étude préliminaire a été publiée en octobre.

De nombreux sursauts radio rapides émettent des ondes radio extrêmement brillantes qui ne durent que quelques millisecondes au maximum avant de disparaître, ce qui les rend difficiles à observer.

Les radiotélescopes se sont révélés utiles pour suivre la trajectoire des éclairs cosmiques rapides. Les chercheurs ont donc utilisé le radiotélescope australien au kilomètre carré, ou ASKAP, en Australie occidentale et le très grand télescope de l'Observatoire européen austral au Chili pour déterminer l'origine de la mystérieuse explosion. .

Les observations ont conduit les scientifiques à une goutte céleste géante, que l’on pensait initialement être une seule galaxie irrégulière ou un groupe de trois galaxies en interaction.

Aujourd'hui, les astronomes ont utilisé des images du télescope spatial Hubble pour révéler que le sursaut radio rapide provenait d'un amas d'au moins sept galaxies si rapprochées qu'elles pourraient toutes tenir dans la Voie lactée.

Les résultats ont été présentés mardi lors de la 243e réunion de l'American Astronomical Society à la Nouvelle-Orléans.

Les galaxies de l'amas semblent interagir et pourraient fusionner, ce qui pourrait avoir conduit à un sursaut radio rapide, selon les chercheurs.

« Sans l'imagerie de Hubble, il serait encore un mystère de savoir si ce sursaut radio rapide provenait d'une galaxie unique et homogène ou d'une sorte d'amas », a déclaré l'auteur principal de l'étude, Alexa Gordon, doctorante en astronomie à la Weinberg School de l'Université Northwestern. des Arts Systèmes interactifs. Et la science, dans un communiqué.

« Ce sont ces types d'environnements – ces environnements exotiques – qui nous poussent vers une meilleure compréhension du mystère des sursauts radio rapides. »

L'amas de galaxies, connu sous le nom d'amas compact, est exceptionnel et constitue un exemple des « structures galactiques les plus denses que nous connaissions », a déclaré le co-auteur de l'étude Wen-Fei Fong, professeur agrégé de physique et d'astronomie à l'Université Northwestern et conseiller de Gordon.

Lorsque les galaxies interagissent, elles peuvent déclencher des explosions de formation d'étoiles, qui peuvent être liées à une explosion, a déclaré Gordon.

Les sursauts radio rapides remontent en grande partie à des galaxies isolées, mais les astronomes les ont également trouvés dans des amas globulaires, qui forment désormais un amas compact, a déclaré Gordon.

« Nous devons simplement continuer à détecter davantage de ces sursauts radio rapides, à la fois proches et lointains, et dans tous ces différents types d'environnements », a-t-elle déclaré.

Près de 1 000 sursauts radio rapides ont été détectés depuis leur découverte initiale il y a environ vingt ans, mais les astronomes ne savent toujours pas exactement quelle est la cause de ces sursauts.

Mais nombreux sont ceux qui s’accordent à dire que des objets compacts, tels que des trous noirs ou des étoiles à neutrons, ainsi que des restes denses d’étoiles explosées, sont probablement impliqués. Selon des recherches récentes, les magnétars, ou étoiles au magnétisme élevé, pourraient être à l'origine des sursauts radio rapides.

Comprendre l'origine des sursauts radio rapides peut aider les astronomes à mieux comprendre ce qui les pousse fondamentalement à se propager à travers l'univers.

« Bien que des centaines d'événements FRB aient été détectés jusqu'à présent, seule une petite fraction d'entre eux a été cartographiée sur leurs galaxies hôtes », a déclaré le co-auteur de l'étude, Yuexin Fic Dong, dans un communiqué. « Au sein de cette petite fraction, seuls quelques-uns venaient de l'environnement galactique dense, mais aucun n'a été vu dans un groupe aussi compact. Leur lieu de naissance est donc vraiment rare. » Dong est chercheur à la National Science Foundation et doctorant en astronomie au laboratoire de Fung à l'Université Northwestern.

Des connaissances plus approfondies sur les sursauts radio rapides pourraient également conduire à des découvertes sur la nature de l'univers. Alors que les jets voyagent dans l’espace pendant des milliards d’années, ils interagissent avec la matière cosmique.

« Les ondes radio, en particulier, sont sensibles à tout matériau intermédiaire le long de la ligne de mire – depuis l'emplacement FRB jusqu'à nous », a déclaré Fung. « Cela signifie que les ondes doivent traverser n'importe quel nuage de matière autour du site du sursaut radio rapide, à travers la galaxie hôte, à travers l'univers et enfin à travers la Voie Lactée. Grâce au retard du signal FRB lui-même, nous pouvons mesurer la somme de toutes ces contributions.

Gordon a déclaré que les astronomes s'attendent à des méthodes de plus en plus sensibles pour détecter les sursauts radio rapides à l'avenir, ce qui pourrait conduire à la détection d'un plus grand nombre d'entre eux à de plus grandes distances.

« Nous essayons en fin de compte de répondre aux questions suivantes : quelles sont leurs causes ? Quels sont leurs ancêtres et quelles sont leurs origines ? Les observations de Hubble fournissent un aperçu étonnant des types d'environnements étonnants qui conduisent à ces événements mystérieux », a déclaré Fong.