Une paire d’étoiles en spirale l’une autour de l’autre explique l’origine d’une nouvelle source de sursauts radio répétitifs détectée par les astronomes, nommée ASKAP J1745.
Ces dernières années, les chercheurs ont découvert de mystérieuses bouffées de signaux radio appelés transitoires de longue période, qui se répètent très lentement. Ils sont apparus de manière inattendue lors de grands balayages du ciel au télescope.
Jusqu’à présent, seule une douzaine de ces sources particulières ont été cataloguées, et les scientifiques tentent encore de comprendre exactement leur nature.
Dans une étude récente publiée dansAstronomie naturelle, l’équipe rapporte une détection sans précédent : des explosions radio et rayons X qui se répètent à chaque orbite.
ASKAP J1745 se démarque car, contrairement à 10 des 12 transitoires de longue période connus, il a été possible d’en déterminer l’origine. De plus, les astronomes l’ont observé avec plusieurs télescopes capturant différents types de lumière.
La célèbre pierre de Rosette, qui portait le même message dans trois écritures différentes, permettait de déchiffrer les hiéroglyphes de l’Egypte ancienne. De même, les données supplémentaires obtenues sur ASKAP J1745 devraient aider les astronomes à clarifier l’énigme de tous les phénomènes transitoires de longue période.
À quoi ressemblent les transitoires radio de longue période ?
Les transitoires de longue période sont des objets spatiaux qui émettent des éclats de lumière brillants et répétitifs à des longueurs d’onde radio. On sait peu de choses sur la plupart d’entre eux. Beaucoup apparaissent près de la région poussiéreuse au centre de la Voie Lactée, ce qui complique les observations en lumière visible.
Même avec seulement une douzaine d’exemples identifiés, ils présentent des caractéristiques différentes. Leurs impulsions radio reviennent à des intervalles allant de quelques minutes à quelques heures.
Certaines sources maintiennent des impulsions régulières depuis plus de 30 ans, tandis que d’autres s’arrêtent pendant des jours ou restent inactives pendant de longues périodes.
D’où viennent-ils ?
Au début, les astronomes soupçonnaient que les transitoires de longue période étaient des étoiles à neutrons à rotation très lente appelées pulsars. Ces objets sont les noyaux denses des restes de supernova d’étoiles massives.
Les premiers signaux radio découverts étaient répétés toutes les 20 minutes environ, un rythme beaucoup plus lent que celui d’un pulsar ordinaire, qui émet toutes les quelques secondes.
De plus, à mesure que les pulsars perdent leur vitesse de rotation, ils ont tendance à cesser d’émettre des signaux radio, ce qui rendrait improbable la détection de sursauts à des rotations aussi lentes.
Les scientifiques ont donc exploré d’autres hypothèses, notamment celle des naines blanches, les restes refroidis d’étoiles moins massives. Récemment, des preuves de transitoires de longue période sont apparues dans des systèmes binaires avec une naine blanche et une naine rouge de masse inférieure.
La découverte d’ASKAP J1745
ASKAP J1745 est un nouveau transitoire radio de longue période identifié avec le radiotélescope ASKAP, exploité par le CSIRO, l’agence scientifique nationale australienne. Il s’agit de la première source de ce type classée comme variable cataclysmique.
Les variables cataclysmiques sont des systèmes formés par deux étoiles, dont une naine blanche, dont l’orbite est suffisamment proche pour interagir. La gravité de la naine blanche extrait la matière de son compagnon, un processus connu sous le nom d’accrétion, qui caractérise également l’accrétion des binaires naines blanches.
Récemment, une autre forme de signal radio à longue période associée aux sursauts de rayons X a été enregistrée, qui se répète avec la même périodicité que les ondes radio. Toutefois, la cause exacte de ces explosions et leur timing restent flous.
Pour la première fois, des observations combinées de télescopes radio, à rayons X et optiques ont montré qu’ASKAP J1745 génère des sursauts de rayons X et radio à chaque orbite des deux étoiles.
Dans ces systèmes en orbite rapide, les rayons X proviennent du chauffage de la matière circulant vers la naine blanche.
Les sursauts radio brillants posaient une énigme encore plus grande, mais la confirmation d’un système binaire en croissance a aidé à résoudre le mystère.
Le type d’émission radio pulsée détecté est généralement provoqué par des particules énergétiques interagissant avec des champs magnétiques intenses. Dans ce cas, il existe la combinaison idéale : deux étoiles avec des champs magnétiques très puissants, des milliers de fois supérieurs à ceux d’un appareil IRM, et des particules chargées circulant de l’étoile compagne vers la naine blanche.
Qu’est-ce que cela signifie pour l’avenir de l’astronomie ?
Cette découverte se distingue car elle offre plus d’informations et sur une plus large gamme de longueurs d’onde que n’importe quel transitoire de longue période précédent.
Tout comme la pierre de Rosette était essentielle pour déchiffrer les symboles égyptiens antiques, ASKAP J1745 devrait servir de référence pour comprendre les origines d’autres transitoires radio de longue période qui manquent de données dans d’autres bandes du spectre.
ASKAP J1745 est le premier système transitoire de longue période à montrer des signes d’accrétion sur l’ensemble du spectre, des ondes radio à la lumière visible et aux rayons X. Ce flux de matière chargée représente un ingrédient clé pour générer les sursauts radio observés.
L’étude du mécanisme à l’origine de ces sursauts de longue durée ouvre la voie à un nouveau laboratoire pour étudier la physique extrême, telle que les flux de plasma et les champs magnétiques, dans des conditions impossibles à reproduire sur Terre.
