Représentation artistique de la façon dont l'angle de la lumière polarisée d'un FRB change au cours de son voyage dans l'espace. Crédit : CHIME, Dunlap Institute
Une étude analysant les propriétés de la lumière polarisée de 128 FRB non répétitifs révèle que de mystérieuses explosions cosmiques proviennent de galaxies lointaines comme la nôtre. voie Lactée.
Une nouvelle recherche de l’Université de Toronto utilisant les données de l’expérience canadienne de cartographie de l’intensité de l’hydrogène révèle que la majorité des sursauts radio rapides (FRB) proviennent probablement d’environnements similaires à notre Voie lactée, avec des densités et des champs magnétiques modestes. Cette découverte contraste avec des études antérieures suggérant que les FRB répétés provenaient de zones hautement magnétisées.
Avancées de la recherche sur les sursauts radio rapides
Ce que les scientifiques pensaient auparavant de l'origine des sursauts radio rapides (FRB) n'est que la pointe de l'iceberg, selon une nouvelle recherche menée par des astronomes de l'Université de Toronto. Les mystères des explosions cosmiques d’une milliseconde se dévoilent grâce à une nouvelle façon d’analyser les données de l’expérience canadienne de cartographie de l’intensité de l’hydrogène (CHIME).
Publié aujourd'hui (11 juin) dans Le Journal d'astrophysique, l’étude détaille les propriétés de la lumière polarisée de 128 FRB non répétitifs – ceux provenant de sources qui n’ont produit qu’une seule rafale à ce jour. Il ressort qu’ils semblent provenir de galaxies comme notre propre Voie lactée, avec des densités et des champs magnétiques modestes.
Sources FRB contrastées
Des études antérieures sur les FRB se sont concentrées sur des échantillons beaucoup plus petits de sources répétitives hyperactives qui, en revanche, semblent provenir d'environnements denses et extrêmement magnétisés. Seulement environ 3 % des FRB connus se répètent, provenant d’une source qui a produit plusieurs sursauts depuis leur découverte.
La plupart des radiotélescopes ne peuvent voir que de petits points dans le ciel, ce qui facilite la mise au point sur des FRB répétés avec des positions connues. CHIME peut étudier une zone extrêmement vaste du ciel pour détecter les FRB répétitifs et non répétitifs.
Nouvelles techniques analytiques pour les FRB
« C'était le premier aperçu des 97 pour cent restants », explique l'auteur principal Ayush Pandhi, étudiant au doctorat à l'Institut Dunlap d'astronomie et d'astrophysique et au département d'astronomie et d'astrophysique David A. Dunlap de l'Université de Toronto. « Cela nous permet de reconsidérer ce que nous pensons des FRB et de voir en quoi les FRB répétitifs et non répétitifs peuvent être différents. »
Détectés pour la première fois en 2007, les FRB sont des éclairs extrêmement énergétiques provenant de sources lointaines à travers l’univers. Si plus de 1 000 FRB ont été répertoriés depuis, les scientifiques ne savent pas encore exactement où ni comment ils sont produits. Ils se sont également demandé si les FRB répétitifs et non répétitifs provenaient d’environnements similaires.
Comprendre les propriétés de la lumière FRB
« Il s’agit d’une nouvelle façon d’analyser les données dont nous disposons sur les FRB. Au lieu de simplement examiner la luminosité d'un objet, nous examinons également l'angle des ondes électromagnétiques vibrantes de la lumière », explique Pandhi. « Cela vous donne des informations supplémentaires sur comment et où cette lumière est produite, et sur ce qu'elle a traversé au cours de son voyage jusqu'à nous sur plusieurs millions d'années-lumière. »
Toute lumière se déplace sous forme d'ondes que nous interprétons comme des couleurs différentes en fonction de la longueur entre ses sommets et ses vallées. Une grande partie de la lumière dans l’univers se déplace dans des longueurs d’onde que l’œil humain ne peut pas voir, y compris la lumière des FRB, mais les radiotélescopes comme CHIME le peuvent.
La lumière polarisée est composée d'ondes qui vibrent dans un seul plan : verticalement, horizontalement ou selon un autre angle intermédiaire. La direction dans laquelle la lumière des FRB est polarisée a changé de deux manières : avec le temps et avec la couleur de la lumière. Ces changements peuvent expliquer comment un FRB a pu être produit et quel type de matériau il traverse lors de son voyage vers la Terre.
Étudier comment la direction de polarisation change pour différentes couleurs de lumière peut nous renseigner sur la densité locale de l'endroit où un FRB est produit et sur la force du magnétisme qui y est présent.
Conclusions sur les origines du FRB
Pour déterminer ce que sont les FRB et comment ils sont produits, les scientifiques doivent comprendre leur environnement local. Cette étude conclut que la plupart des FRB, ceux qui ne se répètent pas, ne ressemblent pas aux quelques sources répétitives qui ont été étudiées précédemment. Cela suggère que cet échantillon est soit une population distincte, soit des versions plus évoluées de la même population originaires d’un environnement moins extrême avec un taux de rafale plus faible.
Les institutions collaboratrices comprennent le Dunlap Institute de l'Université de Toronto, l'Université de Californie à Santa Cruz, l'Université d'Amsterdam et l'Université McGill.
Le projet CHIME est codirigé par l'Université de la Colombie-Britannique, l'Université McGill, l'Université de Toronto et l'Observatoire fédéral de radioastrophysique avec des institutions collaboratrices de toute l'Amérique du Nord. Il est situé à l'Observatoire fédéral de radioastrophysique, une installation nationale d'astronomie exploitée par le Conseil national de recherches du Canada, sur le territoire traditionnel, ancestral et non cédé du peuple Syilx/Okanagan.
Le Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics de la Faculté des arts et des sciences de l'Université de Toronto est un institut de recherche doté de plus de 80 professeurs, postdoctorants, étudiants et employés, dédiés à la technologie innovante, à la recherche révolutionnaire, à la formation de classe mondiale et à l'engagement du public. .
Les thèmes de recherche de son corps professoral et des Dunlap Fellows couvrent l'Univers et comprennent : l'instrumentation optique, infrarouge et radio, l'énergie noire, la structure à grande échelle, le fond cosmique micro-ondes, le milieu interstellaire, l'évolution des galaxies, le magnétisme cosmique et la science du domaine temporel. .
Le Dunlap Institute, le département d'astronomie et d'astrophysique David A. Dunlap et d'autres chercheurs des trois campus de l'Université de Toronto constituent ensemble la principale concentration d'astronomes au Canada, dans la principale université de recherche du pays.