Les sursauts radio rapides (ou FRB, pour « fast radio bursts ») sont des émissions extrêmement brèves d’ondes radio, venues du cosmos lointain, qui ne durent que quelques millièmes de seconde avant de disparaître. Découverts en 2007 dans les données de l’Observatoire de Parkes, plusieurs milliers ont été recensés depuis, mais certains sortent du lot, comme FRB 20240209A, détecté en 2024 par le radiotélescope canadien CHIME. Il n’existe toujours pas de consensus clair quant à leur véritable origine ; des dizaines de théories différentes s’affrontent pour tenter de comprendre comment ils sont produits, même si la littérature scientifique privilégie aujourd’hui les magnétars (des étoiles à neutrons dotées de champs magnétiques ultra-puissants) comme sources émettrices.
Le dernier en date a été détecté par une collaboration internationale de chercheurs grâce au radiotélescope MeerKAT, formé de 64 antennes ; sa description vient de tomber le 8 octobre dans une étude publiée dans la revue Science. Baptisé FRB 20240304B, il s’agit du sursaut radio rapide le plus distant qui nous est jamais parvenu. Il a été émis il y a environ 10,8 milliards d’années, à une époque où l’Univers, aujourd’hui âgé de 13,8 milliards d’années, n’en avait que trois ; notre propre Système solaire, qui n’existait même pas encore à l’époque, puisqu’il ne se formera que 6,3 milliards d’années plus tard. En plus de son âge vénérable, c’est l’identité de son berceau d’origine qui a surpris les astronomes.
Remonter aux premiers temps de l’Univers
FRB 20240304B a été libéré lors d’une période charnière de l’histoire de l’Univers, appelée « cosmic noon » (le « midi cosmique »), une fenêtre temporelle située autour de trois milliards d’années après le Big Bang, durant laquelle les galaxies de l’Univers formaient des étoiles à un rythme effréné, qui n’a, depuis, jamais été égalé.
Détecté en mars 2024, il n’a duré qu’à peine un millième de seconde, une durée standard pour un FRB. Les astronomes ont ensuite cherché à en déterminer l’origine, à l’aide de deux télescopes terrestres, qu’ils ont braqué sur la zone d’où il provenait, mais ils n’y ont rien décelé.
Cette dernière n’était pas vide, mais la lumière de la galaxie émettrice, après une si longue traversée, s’était décalée vers l’infrarouge, indétectable par les instruments. « […] il n’y avait tout simplement rien à voir », explique J. Xavier Prochaska, co-auteur de l’étude. Les chercheurs ont alors fait appel à notre meilleur observatoire dans ce domaine : le télescope spatial James Webb, spécialiste incontesté de l’infrarouge proche et moyen (0,6 à 28,5 μm), seul capable de capter le rayonnement de cette source, étiré par l’expansion de l’Univers.
Un signal aussi intense et émis d’aussi loin devait logiquement provenir d’une galaxie « bien formée, avec beaucoup d’étoiles », comme l’explique Manisha Caleb, radioastronome à l’Université de Sydney et autrice principale de l’étude. Contre toute attente, c’est une galaxie naine mille fois moins massive que ce que les modèles théoriques associent à un FRB d’une telle puissance.
Sa jeunesse est tout aussi frappante que son petit gabarit : 90 % de ses étoiles sont nées il y a moins de 30 millions d’années. Elle venait donc tout juste de naître lorsqu’elle a émis ce FRB, raison pour laquelle les chercheurs pensent que c’est un magnétar qui en est à l’origine, un objet cosmique capable de concentrer 1,4 à 2 fois la masse de notre Soleil dans une petite sphère d’une vingtaine de kilomètres de diamètre. Un magnétar peut naître et libérer son énergie en quelques millions d’années, ce qui coïncide parfaitement avec l’âge de la galaxie.
Grâce à la détection de FRB 20240304B, nous savons désormais que ces signaux existaient déjà lorsque l’Univers était encore très jeune, ce qui n’était encore qu’une hypothèse jusqu’ici. « Nous ne pouvions qu’espérer qu’ils puissent exister à des époques aussi reculées. Nous en avons désormais la preuve, et cela va lancer de nouvelles campagnes d’observation pour en trouver d’autres, à des distances encore plus grandes », conclut Prochaska. Tout au long de son voyage, il a également interagi avec le milieu cosmique en traversant le gaz ionisé qui baigne l’espace intergalactique. Ses basses fréquences ont été déformées et en analysant ces distorsions, les chercheurs ont réussi à détecter un groupe de galaxies inconnu, situé à 3,5 milliards d’années-lumière de la Terre. À mesure que les radioastronomes en détecteront de plus lointains, les FRB pourraient ainsi devenir un nouveau type d’instruments de mesure, spécifiquement taillés pour sonder l’Univers lointain.
- Un sursaut radio rapide, FRB 20240304B, a été détecté à une distance de 10,8 milliards d’années, émis lorsque l’Univers avait seulement 3 milliards d’années.
- Ce signal provient d’une galaxie naine, surprenant les astronomes qui s’attendaient à une source plus massive et âgée.
- La découverte prouve que des FRB existaient quand l’Univers était encore très jeune et ouvre la voie à de nouvelles recherches sur le cosmos.
📍 Pour ne manquer aucune actualité de Presse-citron, suivez-nous sur Google Actualités et WhatsApp.
