Pour la première fois, les scientifiques ont utilisé le Télescope spatial James Webb (JWST) pour étudier les origines d’un signal radio bizarre et record qui a traversé la Terre plus tôt cette année.
En suivant la radio brillante qui a éclaté au bord d’une galaxie à environ 130 millions d’années-lumière de la Terre, les chercheurs ont utilisé l’œil infrarouge de JWST pour identifier une puissante explosion d’énergie provenant d’une grande et ancienne étoile qui peut être l’ancêtre du signal étrange. L’équipe a également zoom sur des étoiles spécifiques regroupées à proximité, peignant une image de l’environnement original de la radio avec une clarté sans précédent.
Les résultats, décrits dans deux papiers Publié le 21 août dans la revue astrophysical Letters, peut marquer un tournant dans l’étude des rafales radio rapides (FRB), qui à ce jour se sont révélées extrêmement difficiles à tracer à leurs galaxies d’origine, sans parler des systèmes d’étoiles spécifiques qui les ont nés.
« La haute résolution de JWST nous permet de résoudre les étoiles individuelles autour d’un FRB pour la première fois », » Peter Blanchardun chercheur à l’Université Harvard et auteur principal de l’un des articles, a déclaré dans un déclaration. « Cela ouvre la porte à identifier les types d’environnements stellaires qui pourraient donner naissance à des éclats aussi puissants, en particulier lorsque des FRB rares sont capturés avec ce niveau de détail. »
Les nouvelles possibilités «flottantes»
Fidèles à leur nom, les éclats radio rapides sont des impulsions incroyablement brèves d’énergie radio. Ils ne durent souvent que quelques millisecondes mais émettent plus de puissance à cette époque que le soleil en plusieurs jours.
Depuis la découverte du phénomène en 2007, les scientifiques ont détecté plus de 1 000 FRB explosant vers l’extérieur de tous les coins du ciel. Cependant, la durée ultra-terrasse des impulsions les rend difficiles à étudier. Beaucoup de signaux étranges semblent se répéter, mais certains ne le font pas. Il y a plusieurs théories pour ce qui cause les frbs, avec le Le principal concurrent étant les magnétars – Des enveloppes à rotation rapide et très magnétisées d’étoiles mortes appelées étoiles à neutrons. Mais cela aussi est incertain.
En mars, les astronomes de l’expérience canadienne de cartographie de l’intensité de l’hydrogène (carillon) – un éventail de plus de 1 000 récepteurs radio consacrés à l’étude des FRB – ont repéré l’éclatement radio le plus brillant jamais détecté à l’installation. Officiellement nommé FRB 20250316A, l’équipe a surnommé l’éclatement puissant « RBFloat », abrégé pour le flash le plus brillant de tous les temps.
La luminosité extrême de la rafale a laissé entendre que le FRB était à l’origine relativement proche de la Voie lactée, selon les chercheurs – et en a fait une cible parfaite pour le nouvel tableau d’emploi de Chime, une suite de télescopes couvrant l’Amérique du Nord, de la Californie à la Colombie-Britannique. En étudiant le puissant FRB à partir de plusieurs points de vue, les chercheurs ont épinglé son emplacement au Galaxy NGC 4141, situé à l’intérieur de la grande dipper, puis ont rétréci l’origine de la rafale à une région d’espace mesurant seulement 45 années-lumière de diamètre. (À titre de comparaison, notre Voie lactée La galaxie s’étend sur environ 100 000 années-lumière).
« La précision de cette localisation …, c’est comme repérer un quart à 100 kilomètres (62 miles) », » Amanda Cookun chercheur postdoctoral à l’Université McGill et auteur principal du deuxième article, a déclaré dans le communiqué.
Après les travaux de détective initiaux de Chime, l’équipe a enrôlé l’aide du puissant JWST, qui a zoomé sur la région étroite de l’espace où RBFloat est originaire. Le télescope a non seulement détecté une explosion d’énergie infrarouge située à l’endroit exact où le FRB avait été détecté, mais a également examiné des étoiles individuelles dans le quartier environnant pour caractériser l’environnement à partir de laquelle l’éclatement radio émanait.
« Cela pourrait être le premier objet lié à un FRB que quiconque a trouvé dans une autre galaxie », a déclaré Blanchard dans un autre déclaration.
Les données de JWST ont montré que l’objet infrarouge est soit une étoile géante rouge (une étoile qui a gonflé à l’approche de la fin de sa vie), soit une étoile massive et d’âge moyen plusieurs fois plus grand que le soleil. Bien qu’aucun des deux types d’étoile ne soit une source viable de FRB étoile à neutrons – orbite l’objet infrarouge, a ajouté l’équipe. Si tel est le cas, l’étoile compagnon peut siphonner du matériel de son plus grand hôte, ce qui aurait pu déclencher l’éclatement de la radio brillante.
En étudiant l’environnement environnant, qui regorge d’étoiles jeunes mais massives, l’équipe a également proposé une deuxième hypothèse: que l’une des plus grandes étoiles du cluster s’est déjà effondrée dans un magnétar, ce qui aurait facilement pu émettre le FRB mais serait trop faible pour voir directement avec JWST.
« Que l’association avec la star soit réelle ou non, nous avons beaucoup appris sur l’origine de la rafale », a déclaré Blanchard. « Si un système à double étoile n’est pas la réponse, notre travail laisse entendre qu’un magnétar isolé a provoqué le FRB. »
En mettant de côté rbfloat, cette recherche montre que l’expérience de carillon nouvellement améliorée est capable de localiser les FRB insaisissables avec une précision sans précédent – et que JWST fait un partenaire puissant dans la recherche de ces mystérieux phénomènes spatiaux. Le suivi supplémentaire des FRB à leurs origines aidera non seulement à résoudre l’un des plus grands mystères exceptionnels de l’astrophysique, mais pourrait également apporter un nouvel éclairage sur la dynamique stellaire, révélant comment différentes étoiles se comportent sur leur vie brillante mais tumultueuse.
