Depuis 13 ans, les astronomes se penchent sur de mystérieux signaux radio qui arrivent par bouffées jusqu’à la Terre. Certains sont réguliers, laissant croire aux plus fantasques qu’il s’agit de signaux d’une civilisation extraterrestre. La réalité est plus prosaïque, selon des chercheurs montréalais, qui pensent que de nombreux « sursauts radio rapides » proviennent de « magnétars », des objets stellaires à peine moins denses que les trous noirs.

Mathieu Perreault Mathieu Perreault
La Presse

Les magnétars

Quand une étoile géante, 10 fois plus dense que notre Soleil, s’effondre sur elle-même en fin de vie, elle devient une étoile à neutrons. Certaines de ces étoiles à neutrons ont un champ magnétique très élevé et sont appelées magnétars. Les magnétars émettent sporadiquement des faisceaux d’ondes très énergétiques. La découverte par les chercheurs de McGill d’un « sursaut radio rapide » (FRB, selon le sigle anglais, pour fast radio burst) beaucoup plus proche que ce qui avait été observé jusqu’à maintenant a permis de lier ce FRB à un magnétar connu, appelé SGR 1935+2154. « On pense qu’au moins une partie des FRB proviendrait de magnétars, peut-être même la plupart », explique Pragya Chawla, qui fait son doctorat en astrophysique à l’Université McGill et est l’auteure principale de l’étude parue en novembre dans la revue Nature. « Cela signifie que les magnétars sont encore plus énergétiques que prévu, 1000 fois plus que ce qui a été observé en provenance d’autres magnétars. » Il est ardu d’observer ces phénomènes à cause de leur sporadicité. « Il s’agit d’objets stellaires qui sont très denses, une cuillerée à café [5 ml] de leur matière équivaut à la masse de toute l’humanité, et qui n’émettent pas toujours. Parfois, c’est une fois tous les deux ans, parfois, ça continue pendant quelques mois d’affilée. » Ce FRB d’une source relativement proche, située dans la Voie lactée, a été observé par le radiotélescope CHIME.

Le télescope CHIME

Situé en Colombie-Britannique et inauguré à la fin de 2017, le télescope CHIME (Expérience canadienne de cartographie de l’intensité de l’hydrogène) était au départ conçu pour étudier l’hydrogène de l’Univers et son taux d’expansion. Les 1000 antennes de CHIME, réparties sur quatre demi-cylindres, regardent partout dans le ciel en même temps, générant autant de données en une seconde que tous les réseaux de téléphonie cellulaire du monde entier dans toute l’année 2014. CHIME a été installé à l’Observatoire du Dominion, à Penticton, parce qu’il est particulièrement bien protégé des ondes. Sur le territoire entourant l’observatoire, les quelques habitations privées ne peuvent pas avoir de four à micro-ondes ni de téléphones cellulaires, par exemple. De plus, le lieu, situé entre Vancouver et les Rocheuses, est entouré par des montagnes.

Signaux répétitifs

PHOTO ANDRE RECNIK, FOURNIE PAR CHIME

Le télescope CHIME

Les autres hypothèses envisagées quant à l’origine des FRB sont les étoiles à neutrons, une collision entre une naine blanche, une étoile dense en fin de vie, et une étoile à neutrons, et une collision de trous noirs. « Une étoile à neutrons et un magnétar, c’est essentiellement la même chose », dit Mme Chawla. La nature des FRB sera mieux connue grâce à CHIME parce que le radiotélescope canadien en observe beaucoup plus. « Avant CHIME, on n’avait par exemple vu qu’un seul FRB émettant à répétition, dit Mme Chawla. Sur les 500 FRB que nous avons observés, il y en a déjà 20 qui émettent à répétition. »

Mesurer l’Univers

La prochaine étape des travaux à partir des données de CHIME est l’utilisation des FRB pour mesurer la distribution du magnétisme dans l’Univers. « En connaissant mieux les FRB, on peut étudier les milieux qu’ils traversent en se rendant jusqu’à la Terre, dit Mme Chawla. C’est comme s’il s’agissait du faisceau d’une lampe de poche qui permet de voir du brouillard, de la pluie ou de la neige. Ça peut permettre d’étudier comment les électrons sont distribués dans l’Univers, l’intensité du magnétisme de l’Univers et la distribution des champs magnétiques de l’Univers. »

Une menace éloignée

IMAGE FOURNIE PAR L’AGENCE SPATIALE EUROPÉENNE

Illustration d’artiste d’un magnétar

Est-il possible qu’un magnétar non détecté soit assez proche de la Terre pour l’affecter un jour ? « Il faudrait un magnétar situé à quelques années-lumière, et le plus proche qui a été observé est à 9000 années-lumière, dit Mme Chawla. Il est difficile d’imaginer qu’un objet d’une telle masse soit situé près de nous et que son influence n’ait pas encore été observée. »

Un autre télescope canadien (en partie)

CHIME n’est pas la seule contribution récente du Canada à l’astronomie. À la fin du mois de novembre, l’entreprise montréalaise Nüvü Caméras a été choisie par la NASA pour deux caméras du télescope spatial Nancy Grace Roman, qui sera lancé en 2025. Nüvü, qui fait équipe avec le géant suisse ABB sur ce projet, est spécialiste de caméras capables de voir des sources lumineuses très faibles, de l’ordre d’un photon par pixel. Un photon est une particule infime de rayonnement électromagnétique, notamment de lumière. Les caméras de Nüvü seront installées dans le coronographe du télescope spatial, qui bloque la lumière de certaines étoiles afin de voir des étoiles plus éloignées situées à l’arrière-plan. Le Nancy Grace Roman, nommé en l’honneur de l’astrophysicienne qui a piloté le projet du télescope spatial Hubble, a un champ de vision 100 fois plus grand que celui de Hubble.

Les sursauts radio rapides en chiffres

500 millions d’années-lumière : source la plus proche de sursaut radio rapide identifiée jusqu’à novembre dernier
14 000 années-lumière : source du sursaut radio rapide identifié par l’équipe de McGill en novembre dans Nature 10 000 : estimation du nombre de sursauts radio rapides qui parviennent chaque jour à la Terre 1000 : nombre de sursauts radio rapides identifiés par tous les télescopes de la Terre entre 2007 et 2020
200 : nombre de sursauts radio rapides identifiés chaque année par CHIME

Sources : Eurekalert, Institut Max Planck