samedi 24 décembre 2016

Six nouvelles bouffées rapides d'ondes radio pour FRB 121102


Vous vous souvenez que nous avions parlé en mars dernier du cas de FRB 121102, la seule bouffée rapide d'ondes radio parmi les 18 connues qui s'est répétée plusieurs fois. En mars 2016, on comptait 11 répétitions; il faut désormais en ajouter 6 nouvelles.




Ces six nouvelles bouffées d'ondes radio sont similaires aux précédentes : très courtes, juste quelques millisecondes, en provenance d'un objet extragalactique inconnu situé à une distance approximative de 3 milliards d'années-lumière. Parmi ces 6 nouvelles bouffées d'émission radio, 5 ont été détectées par le radiotélescope de Green Bank (Etats-Unis) et un à Arecibo (Porto Rico), là-même où fut détectée la toute première bouffée le 2 novembre 2012.
Le fait que de telles bouffées peuvent se répéter montre que le phénomène qui en est à l'origine n'est pas destructif pour l'objet en cause. Il ne peut pas s'agir dans le cas de FRB 121102 d'une fusion de deux étoiles à neutron, comme on la pense pour les FRB "classiques".
Il faut préciser que la répartition temporelle des bouffées de FRB 121102 est un peu particulière, car suite à la première qui a donné son nom à la FRB, les deux suivantes sont apparues le même jour le 17 mai 2015 et les 8 suivantes se sont toutes succédées à nouveau au cours d'une même journée, le 2 juin 2015, séparées entre quelques dizaines de secondes et près de 10 minutes. La distribution spectrale des émissions est aussi très disparate, voire anarchique, avec pour certaines bouffées une forte intensité aux plus basses fréquence et pour d'autres le contraire. Parmi ces 6 nouvelles bouffées, 4 sont apparues le même jour, le 19 novembre 2015 en l'espace de 20 minutes, les deux autres ayant détectées quelques jours avant et deux semaines après.

Paul Scholz (université McGill) et ses collaborateurs expliquent dans leur article publié dans The Astrophysical Journal, comment, après la découverte des nouvelles bouffées radio, ils ont scruté la région de FRB 121102 avec des outils variés et pas seulement en ondes radio mais aussi en rayons X, avec les télescopes spatiaux Swift et Chandra, et en visible et IR avec les archives de WISE et IPHAS pour tenter de trouver un objet qui pourrait être la source. En vain. Ils ne trouvent aucune contrepartie qui serait localisée dans la direction de FRB 121102.
La distance extragalactique quasi-certaine maintenant et la nature répétitive du phénomène font pencher les chercheurs pour une origine du type jeune étoile à neutron fortement magnétisée, qu'on appelle aussi un magnétar.
Mais comme les jeunes étoiles à neutron sont attendues classiquement au sein de régions de formation d'étoiles et de résidus de supernovas, des régions composées d'une forte abondance de plasma en dispersion, cette matière pourrait contribuer à la forte dispersion spectrale des bouffées d'ondes radio observées. Si cela s'avérait exact, la distance estimée de la source, qui est basée sur la mesure de la dispersion produite par le milieu intergalactique, devrait être revue fortement à la baisse. 
Dans tous les cas, la distance exacte de la source de FRB 121102 restera très incertaine tant qu'on n'aura pas identifié la galaxie hôte de cet étrange objet. C'est maintenant ce que cherchent activement les astrophysiciens, soit en détectant les prochaines bouffées par interférométrie pour gagner en résolution angulaire, soit en cherchant des bouffées de rayons X coïncidentes.

La question de savoir si cette FRB n'est que le sommet de l'iceberg ou est un phénomène différent des autres FRB détectées reste pour le moment ouverte. Les auteurs de cette étude font notamment la remarque que la durée moyenne des 17 bursts de FRB 121102 est légèrement plus élevée que celle des 17 autres FRB non répétitves observées. Un cas à suivre donc avec curiosité.


Source :

P. Scholz et al. 
The repeating fast radio burst FRB 121102: multi-wavelength observations and additional bursts.
Astrophysical Journal. Vol. 833, December 20, 2016, p. 177.


Illustrations : 

1) Les radiotélescopes d'Arecibo (à gauche) et de Green Bank (à droite) (NOAA/WIKIMEDIA COMMONS; NRAO/AUI/NSF)

2) Spectres dynamiques (intensité en fonction de la fréquence et du temps) des 6 nouvelles bouffées rapides d'ondes radio émanent de FRB 121102 (P. Scholz et al.)