Plus de 500 nouveaux FRBs d茅tect茅s en une seule ann茅e gr芒ce au t茅lescope CHIME
Les sursauts radio rapides (FRBs, de l鈥檃nglais fast radio bursts) sont de puissants flashs de lumi猫re radio qui ne durent que quelques millisecondes avant de dispara卯tre sans laisser de traces. L鈥檕rigine des FRBs est inconnue, et leur apparition impr茅visible. Au cours de la d茅cennie qui a suivi la d茅couverte du premier sursaut en 2007, seulement 140 FRBs ont 茅t茅 rep茅r茅s. L鈥檌nauguration d'un grand radiot茅lescope en Colombie-Britannique en 2018 a propuls茅 la d茅tection de nouveaux FRBs, quadruplant le nombre de signaux connus en une ann茅e seulement, pour un grand total de 535 nouveaux FRBs d茅couverts. Le projet Fast Radio Burst de , une collaboration interuniversitaire dirig茅e par 平特五不中, a assembl茅 leur premier catalogue CHIME/FRB. Celui-ci sera pr茅sent茅 cette semaine 脿 l鈥檃ssembl茅e de la Soci茅t茅 Am茅ricaine d'Astronomie.
CHIME se distingue des autres radiot茅lescopes par le fait qu鈥檌l observe l'int茅gralit茅 du ciel nordique 脿 chaque jour. Les signaux capt茅s par les milliers d'antennes de CHIME sont trait茅s en temps r茅el, procurant ainsi l鈥檃vantage d鈥檜ne sensibilit茅 accrue sur une large gamme de fr茅quences. Les d茅couvertes r茅alis茅es par ce radiot茅lescope r茅v猫lent d茅j脿 des indices cruciaux quant aux propri茅t茅s des FRBs. Notamment, deux classes de FRBs semblent 茅merger, se distinguant par la morphologie du sursaut et par la gamme des fr茅quences radio 茅mises.
Diff茅rentes caract茅ristiques astrophysiques sous-jacentes 脿 des classes distinctives de FRBs?
Parmi les 535 FRBs du tout nouveau catalogue CHIME FRB, les scientifiques ont identifi茅 18 sources 茅mettant des sursauts de fa莽on r茅p茅titive et irr茅guli猫re, tandis qu鈥檜n seul sursaut a 茅t茅 enregistr茅 chez les autres sources de FRBs. Les FRBs r茅p茅titifs sont 茅galement diff茅rents en apparence : chaque flash dure l茅g猫rement plus longtemps et 茅met des fr茅quences radio plus focalis茅es que les sursauts ponctuels, non r茅p茅titifs.
芦 Dans certains cas, une source doit 锚tre observ茅e pendant des milliers d'heures pour d茅tecter un seul FRB, tandis que d'autres 茅mettent plus d鈥檜n FRBs en l'espace d鈥檜ne dizaine d'heures 禄, explique Pragya Chawla, doctorante au d茅partement de physique de l鈥橴niversit茅 平特五不中. 芦 Notre 茅chantillon actuel indique qu'il y a des diff茅rences significatives entre les propri茅t茅s des FRBs r茅p茅titifs et celles des non-r茅p茅titifs, et les 茅tudes 脿 venir nous permettront de d茅terminer si les ph茅nom猫nes astrophysiques produisant les FRBs chez ces deux types d'茅v茅nements sont fondamentalement diff茅rents 禄.
Les FRBs sont r茅partis sur l鈥檈nsemble du ciel
脌 partir des FRBs d茅tect茅s par CHIME, les scientifiques ont calcul茅 qu鈥檈nviron 800 FRBs sont produits 脿 chaque jour - l'estimation la plus pr茅cise du taux d'occurrence des FRBs 脿 ce jour. Lorsqu'ils ont commenc茅 脿 cartographier les emplacements des FRBs observ茅s entre 2018 et 2019, les chercheurs ont constat茅 que les sursauts enregistr茅s 茅taient r茅partis sur l鈥檈nsemble du ciel, sugg茅rant que cette population de FRBs ne se situe pas simplement dans notre galaxie, la Voie Lact茅e, mais qu鈥檈lle est plut么t dispers茅e 脿 travers l'univers. Suite 脿 l'analyse de chacun des 535 FRBs d茅tect茅s par CHIME, les chercheurs ont conclu que la plupart de ces signaux proviennent de sources tr猫s distantes, situ茅es au sein de galaxies lointaines.
Le fait que ces sursauts 茅taient suffisamment lumineux pour 锚tre d茅tect茅s par CHIME sugg猫re que leurs g茅niteurs sont extr锚mement 茅nerg茅tiques. Alors que les observations et la d茅couverte de nouveaux FRBs se poursuivent, les astronomes esp猫rent bient么t 锚tre en mesure de d茅terminer l鈥檕rigine de ces puissants signaux.
芦 Les FRBs transportent 茅galement des informations concernant le gaz qu'ils traversent, ajoute Saurabh Singh, chercheur postdoctoral au D茅partement de physique de 平特五不中. Avec l'augmentation significative du nombre de d茅tections s'茅talant sur un vaste 茅ventail de distances, les FRBs offrent une nouvelle approche pour examiner la distribution de la mati猫re dans l'univers 禄.
Lorsqu'un sursaut d鈥檕ndes radio se propage dans l鈥檈space entre les galaxies, celui-ci traverse du plasma et gaz interstellaire causant une d茅formation ou une dispersion de ses fr茅quences radio. Le degr茅 de dispersion d'un sursaut nous permet d'茅valuer la quantit茅 de gaz qu'il a travers茅, et peut servir d鈥檌ndicateur de la distance parcourue par le signal depuis sa source. En se fondant sur la position des sursauts dans le ciel et leurs mesures de dispersion, les chercheurs pourront 茅tudier la distribution du gaz dans l'univers.
Une machine pour d茅tecter des FRBs - 脿 la fois lointains et 脿 proximit茅
Les scientifiques ne font que commencer 脿 explorer les richesses du monde des FRBs gr芒ce aux observations de CHIME. 芦 Avoir acc猫s 脿 un grand 茅chantillon de FRBs offre d'innombrables possibilit茅s. 脌 titre d'exemple, nous entrons maintenant dans une 猫re o霉 les FRBs peuvent 锚tre utilis茅s comme sondes cosmologiques 禄, d茅clare Alex Josephy, doctorant en physique 脿 平特五不中. 芦 Nous pouvons commencer 脿 examiner les structures 脿 grandes 茅chelles de l鈥檜nivers - des amas de milliers de galaxies. Nous pouvons contribuer aux efforts visant 脿 cartographier la distribution spatiale de la mati猫re sombre dans l鈥檜nivers et 茅tudier l'茅volution de l鈥檜nivers 脿 travers les 芒ges 禄.
芦 Les FRBs provenant de galaxies avoisinantes, tels que certains de ceux d茅crits dans le premier catalogue CHIME FRB, sont incontestablement les meilleures sources pour tester les hypoth猫ses envisag茅es quant 脿 l鈥檕rigine et propri茅t茅s des FRBs, ajoute Mohit Bhardwaj, 茅tudiant au doctorat au D茅partement de physique de 平特五不中. Si nous voulons en savoir plus sur les FRBs, notamment d茅terminer s鈥檌ls rayonnent 茅galement dans la lumi猫re visuelle ou dans les rayons X, les FRBs situ茅s 脿 proximit茅 sont nos meilleurs outils! 禄
Avec le grand nombre de FRBs continuant de s鈥檃jouter 脿 l'茅chantillon de CHIME/FRB, les scientifiques visent 脿 茅tablir pr茅cis茅ment le ou les types de ph茅nom猫nes exotiques qui g茅n猫rent ces signaux 脿 la fois ultra-brillants et ultra-rapides.
脌 propos de CHIME
CHIME est constitu茅 de quatre antennes radio de formes cylindriques qui s鈥檃pparentent 脿 des demi-lunes de planche 脿 neige, et est situ茅 en Colombie-Britannique au Canada, 脿 l'Observatoire f茅d茅ral de radioastrophysique dont les op茅rations sont dirig茅es par Conseil national de recherches du Canada. CHIME est compl猫tement stationnaire, ne comportant aucune pi猫ce mobile. Le t茅lescope collecte quotidiennement les signaux provenant de tout l鈥檋茅misph猫re nord de la sph猫re c茅leste d茅filant au-dessus pendant que la Terre tourne. Alors que la grande majorit茅 des radiot茅lescopes sont de grandes paraboles pouvant 锚tre orient茅es m茅caniquement vers diff茅rentes parties du ciel pour collecter et concentrer la lumi猫re, le pointage de CHIME est fait de mani猫re 茅lectronique, ce qui lui permet d鈥檕bserver plusieurs portions du ciel simultan茅ment. La lumi猫re radio est concentr茅e 脿 l'aide d'un corr茅lateur - un puissant processeur de signalisation num茅rique capable de supporter et traiter d'茅normes quantit茅s de donn茅es, 脿 une vitesse d'environ sept t茅rabits par seconde, ce qui 茅quivaut 脿 quelques pourcents du trafic internet mondial.
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Cette recherche a 茅t茅 financ茅e par les provinces du Qu茅bec et de la Colombie Britannique, diverses institutions, dont la Fondation canadienne pour l鈥橧nnovation, l鈥橧nstitut Dunlap d鈥檃stronomie et d'astrophysique de l'Universit茅 de Toronto, l鈥橧nstitut canadien de recherches avanc茅es, l鈥橴niversit茅 平特五不中 et l鈥橧nstitut spatial de 平特五不中 via la Fondation de la famille Trottier, et l'Universit茅 de la Colombie-Britannique. |
L鈥橴niversit茅 平特五不中
Fond茅e en 1821 脿 Montr茅al, au Qu茅bec, l鈥橴niversit茅 平特五不中 figure au premier rang des universit茅s canadiennes offrant des programmes de m茅decine et de doctorat. Ann茅e apr猫s ann茅e, elle se classe parmi les meilleures universit茅s au Canada et dans le monde. 脡tablissement d鈥檈nseignement sup茅rieur renomm茅 partout dans le monde, l鈥橴niversit茅 平特五不中 exerce ses activit茅s de recherche dans deux campus, 11 facult茅s et 13 茅coles professionnelles; elle compte 300 programmes d鈥櫭﹖udes et au-del脿 de 40 000 茅tudiants, dont plus de 10 200 aux cycles sup茅rieurs. Elle accueille des 茅tudiants originaires de plus de 150 pays, ses 12 800 茅tudiants internationaux repr茅sentant 31 % de sa population 茅tudiante. Au-del脿 de la moiti茅 des 茅tudiants de l鈥橴niversit茅 平特五不中 ont une langue maternelle autre que l鈥檃nglais, et environ 19 % sont francophones.
