Vue d’artiste du signal radio oscillant et variable ASKAP J173608.2-321635 arrivant sur Terre depuis le centre de la Voie lactée. Crédit : Sebastian Zentilomo/Université de Sydney
Début 2020, nous détecté un signal radio inhabituel venant de quelque part près du centre de notre galaxie. Le signal s’est allumé et s’est éteint, devenant 100 fois plus lumineux et plus faible au fil du temps.
De plus, les ondes radio dans le signal avaient une « polarisation circulaire » peu commune, ce qui signifie que le champ électrique dans les ondes radio tourne en spirale lorsque les ondes voyagent dans l’espace.
Nous avons d’abord repéré le signal en utilisant le Télescope Pathfinder Australien à Kilomètre Carré (ASKAP), puis suivi avec d’autres télescopes dans le monde et dans l’espace. Malgré tous nos efforts, nous ne sommes toujours pas en mesure de déterminer exactement ce qui a produit ces mystérieuses ondes radio.
Un signal étrange venu du cœur de la Voie lactée
Nous avons sondé le ciel avec ASKAP tout au long de 2020 et 2021 à la recherche de nouveaux objets inhabituels, dans un projet appelé le Variables et transitoires lents (VAST) enquête.
La plupart des choses que les astronomes voient dans l’espace sont assez stables et ne changent pas beaucoup à l’échelle du temps humain. C’est pourquoi les objets qui changent (appelés variables) ou apparaissent et disparaissent (appelés transitoires) sont si intéressants.
Les transitoires sont généralement liés à certains des événements les plus énergiques et les plus violents de l’Univers, tels que la mort d’étoiles massives. La dernière décennie a vu des milliers de transitoires découverts aux longueurs d’onde optiques et des rayons X, mais les longueurs d’onde radio sont largement inexploitées.
Image ASKAP de la région du Centre Galactique. Les petits encarts montrent la source s’éteignant et s’allumant sur les images du télescope MeerKAT. Crédit : auteur fourni
Lorsque nous regardions vers le centre de notre galaxie (le voie Lactée), nous avons trouvé une source que nous avons appelée ASKAP J173608.2-321635 (ce nom accrocheur vient de ses coordonnées dans le ciel). Cet objet était unique en ce qu’il a commencé invisible, est devenu brillant, s’est évanoui, puis est réapparu. Ce comportement était extraordinaire.
En plus de changer dans le temps, le signal était polarisé circulairement. Nos yeux ne peuvent pas distinguer entre la lumière polarisée et non polarisée, mais ASKAP a l’équivalent de lunettes de soleil polaroid pour ondes radio.
Les sources radio polarisées sont extrêmement rares : nous pourrions trouver moins de dix sources polarisées circulairement sur des milliers. Presque tous sont des sources que nous comprenons bien, comme les pulsars (les restes d’étoiles explosées en rotation rapide et hautement magnétisés) ou étoiles naines rouges hautement magnétisées.
Trouver plus de preuves
Enquêter sur un nouvel objet astronomique est un peu comme un travail de détective. Nous avons besoin de preuves pour déterminer ce que c’est.
Sur la base de nos données ASKAP, nous avons pensé que le nouvel objet pourrait être un pulsar ou une étoile flamboyante : les deux types d’objets peuvent être polarisés, et changer de luminosité. Cependant, nous devions trouver plus d’indices.
Nous avons ensuite observé la source avec le Radiotélescope de Parkes en Nouvelle-Galles du Sud pour décider s’il s’agissait d’un pulsar. Cependant, ces observations n’ont rien donné.
Nous avons ensuite essayé le plus sensible Radiotélescope MeerKAT en Afrique du sud. Comme le signal était intermittent, nous l’avons observé pendant 15 minutes toutes les quelques semaines, en espérant le revoir. Heureusement, le signal est revenu, mais le comportement de la source était maintenant radicalement différent. La source a disparu au cours d’une seule journée, même si cela avait duré des semaines dans nos précédentes observations ASKAP.
Courbe de lumière radio montrant comment ASKAP J173608.2-321635 varie avec le temps. Crédit : auteur fourni
C’est toujours une bonne idée d’enquêter sous plusieurs angles. Les télescopes fonctionnant à d’autres longueurs d’onde peuvent servir d’autre paire d’yeux pour nous aider à trouver de nouveaux indices.
Après la détection de MeerKAT, nous avons recherché la source dans les rayons X (à l’aide de l’observatoire spatial Neil Gehrels Swift et de l’observatoire à rayons X Chandra) et infrarouge (à l’aide du télescope Gemini au Chili). Cependant, nous n’avons rien vu.
Encore un mystère
Nous avons observé cet étrange objet à plusieurs longueurs d’onde à l’aide de télescopes sur trois continents et dans l’espace. Que pouvons-nous dire sur ce que c’est réellement?
Peut-il être une star ? Cela semble peu probable car les étoiles émettent également une grande partie de leur lumière dans l’optique et l’infrarouge (comme le Soleil), mais nous ne détectons rien à ces longueurs d’onde.
Cela peut-il être un pulsar ? Comme notre signal, les pulsars produisent des ondes radio polarisées et peuvent varier considérablement en luminosité. Mais la caractéristique des pulsars sont des impulsions rapides entre quelques millisecondes et quelques secondes, et nous ne les avons pas détectées avec Parkes ou MeerKAT.
La proximité de la source avec le centre de notre galaxie est-elle un indice ? Au cours des 15 dernières années, un certain nombre de sources radio intrigantes ont été découvertes vers le centre galactique (dont une surnommée le « burper cosmique »). Nous ne savons pas ce qu’ils sont, mais ils sont appelés avec imagination Transitoires radio du centre galactique (GCRT).
Sont-ils liés à ASKAP J173608.2-321635 ? Il y a des similitudes, mais il y a aussi des différences. Et même les GCRT connus présentent une diversité et peuvent ne pas partager une origine commune. Notre signal reste donc un mystère.
Nous continuerons à observer cette source de nouvelles manières. Ce n’est que la première des nombreuses sources transitoires inhabituelles que nous nous attendons à trouver avec le puissant réseau ASKAP, et cela donne un aperçu de l’avenir de la radioastronomie.
Écrit par:
- Ziteng Wang – Chercheur doctorant, Université de Sydney
- David Kaplan – Professeur agrégé de physique, Université du Wisconsin-Milwaukee
- Tara Murphy – Professeur, Université de Sydney
Cet article a été publié pour la première fois dans La conversation.
