Vous pouvez démolir un bon télescope, mais vous ne pouvez pas le laisser tomber. Grâce aux données du radiotélescope Arecibo, aujourd’hui détruit, des scientifiques de l’Institut de recherche d’intelligence extraterrestre (SETI) ont percé les secrets des signaux provenant de « phares cosmiques » alimentés par des étoiles mortes.
En particulier, l’équipe dirigée par Sofia Sheikh du Institut SETI s’est intéressé à la façon dont les signaux des pulsars se déforment lorsqu’ils voyagent dans l’espace. Pulsars sont des restes stellaires denses appelés étoiles à neutrons qui projettent des faisceaux de rayonnements qui balayent le cosmos pendant leur rotation. Pour étudier comment les signaux de ces étoiles sont déformés dans l’espace, l’équipe s’est tournée vers les données d’archives d’Arecibo, une antenne radio suspendue de 305 mètres de large qui s’est effondré le 1er décembre 2020après que les câbles qui le supportaient se soient cassés, perçant des trous dans la parabole.
Les chercheurs ont étudié 23 pulsars, dont 6 qui n’avaient jamais été étudiés auparavant. Ces données ont révélé des modèles dans les signaux des pulsars montrant comment ils étaient impactés par le passage à travers le gaz et la poussière qui existent entre les étoiles, ce qu’on appelle « milieu interstellaire.«
Lorsque les noyaux d’étoiles massives s’effondrent rapidement pour créer des étoiles à neutrons, elles peuvent créer des pulsars capables de tourner jusqu’à 700 fois par seconde grâce à la conservation de moment cinétique.
Lorsque les pulsars ont été découverts pour la première fois en 1967 par Jocelyne Bell Burnellcertains ont proposé que les pulsations périodiques fréquentes et très régulières de ces restes soient des signaux provenant de la vie intelligente partout dans le cosmos. Ce n’est pas parce que nous savons maintenant que ce n’est pas le cas que SETI se désintéresse des pulsars !
Les distorsions des ondes radio auxquelles l’équipe s’est intéressée sont connues sous le nom de scintillation interstellaire diffractive (DISS). DISS est quelque peu analogue aux motifs d’ombres ondulantes observés au fond d’une piscine lorsque la lumière traverse l’eau au-dessus.
Au lieu d’ondulations dans l’eau, le DISS est provoqué par des particules chargées dans le milieu interstellaire qui créent des distorsions dans les signaux d’ondes radio transmis des pulsars aux radiotélescopes sur Terre.
L’enquête de l’équipe a révélé que les bandes passantes des signaux des pulsars étaient plus larges que ce que suggèrent les modèles actuels de l’univers. Cela impliquait en outre que les modèles actuels du milieu interstellaire pourraient devoir être révisés.
Les chercheurs ont découvert que lorsque des structures galactiques telles que les bras spiraux du Voie lactée ont été pris en compte, les données DISS ont été mieux expliquées. Cela suggère que les défis liés à la modélisation de la structure de notre galaxie doivent être relevés afin de mettre continuellement à jour les modèles de structure galactique.
Comprendre le fonctionnement des signaux des pulsars est important pour les scientifiques car, lorsqu’ils sont considérés dans de grands réseaux, les signaux périodiques ultra précis des pulsars peuvent être utilisés comme mécanisme de synchronisation.
Les astronomes utilisent ces « ptableaux de synchronisation ulsar » pour mesurer les minuscules distorsions dans l’espace et le temps provoquées par le passage des ondes gravitationnelles. Un exemple récent est l’utilisation du réseau de pulsars NANOGrav pour détecter le faible signal provenant du fond d’onde gravitationnelle.
On pense que ce bourdonnement d’ondes gravitationnelles est le résultat de trous noirs supermassifs binaires et de fusions au tout début de l’univers. Une meilleure compréhension de DISS pourrait aider à affiner la détection des ondes gravitationnelles par des projets comme NANOGrav.
« Ce travail démontre la valeur des grands ensembles de données archivées », a déclaré Sheikh a déclaré dans un communiqué. « Même des années après l’effondrement de l’Observatoire d’Arecibo, ses données continuent de révéler des informations critiques qui peuvent faire progresser notre compréhension de la galaxie et améliorer notre capacité à étudier des phénomènes tels que les ondes gravitationnelles. »
Les recherches de l’équipe ont été publiées le 26 novembre dans Le Journal d’Astrophysique.
