Quelque chose dans l’espace a clignoté toutes les 20 minutes depuis 1988 – Ars Technica

Mercredi, des chercheurs ont annoncé la découverte d’un nouveau mystère astronomique. Le nouvel objet, GPM J1839–10, se comporte un peu comme un pulsar, envoyant des rafales régulières d’énergie radio. Mais la physique qui pilote les pulsars signifie qu’ils cesseront d’émettre s’ils ralentissent trop, et presque tous les pulsars que nous connaissons scintillent au moins une fois par minute.

GPM J1839–10 prend 21 minutes entre les impulsions. Nous n’avons aucune idée du type de physique ou du type de chose qui peut alimenter cela.

transitoire persistant

GPM J1839–10 a été découvert lors de la recherche d’objets transitoires dans le plan galactique – quelque chose qui n’est pas là lorsque vous regardez pour la première fois, mais qui apparaît la prochaine fois que vous vérifiez. L’explication typique d’un objet transitoire est quelque chose comme une supernova, où un événement massif donne à quelque chose une énorme augmentation de luminosité. On les trouve à la toute fin du spectre radio, des sursauts radio rapides, mais ils sont aussi très courts, et quelque peu difficiles à repérer.

Dans tous les cas, GPM J1839–10 est apparu dans la recherche d’une manière quelque peu inhabituelle : il s’est présenté comme un élément transitoire deux fois la même nuit d’observation. Au lieu de délivrer une courte rafale d’énergie massive, comme une rafale radio rapide, le GPM J1839-10 avait une énergie beaucoup plus faible et s’étalait sur 30 secondes.

Des observations ultérieures ont montré que l’objet tournait en boucle régulièrement, avec un rythme périodique d’environ 1 320 secondes (plus communément appelé 22 minutes). Il y a une fenêtre d’environ 400 secondes centrée autour de cette période périodique, et une explosion peut apparaître n’importe où dans la fenêtre et durera de 30 à 300 secondes. Pendant l’activité, l’intensité du GPM J1839–10 peut varier, avec de nombreuses sous-rafales présentes dans le signal principal. Parfois, une fenêtre passait également sans aucune rafale.

Des recherches sur des données d’archives ont montré que des signaux ont été détectés sur le site dès 1988. Ainsi, tout ce qui résulte de ce signal n’est pas vraiment transitoire, dans le sens où le phénomène qui produit ces sursauts n’est pas un événement ponctuel – il juste arrivé.

La liste des objets connus qui peuvent produire ce type de comportement est courte et se compose précisément de zéro élément.

Ne convient à rien

L’analogue le plus évident du GPM J1839-10 est un pulsar, une étoile à neutrons magnétisée en rotation rapide. Ces objets libèrent de l’énergie radio au niveau de leurs pôles magnétiques, qui peuvent ne pas s’aligner sur leur axe de rotation. En conséquence, la rotation de l’étoile peut balayer les pôles à travers la ligne de visée vers la Terre, créant la visualisation d’un flash d’ondes radio chaque fois que l’un des pôles magnétiques s’aligne avec la Terre.

Mais les flashs de pulsar se reproduisent rapidement, avec un intervalle entre eux allant d’environ une minute à quelques millisecondes. Plus important encore, la physique dicte l’écart il a être rapide. Le champ magnétique qui alimente les ondes radio est généré par la rotation de l’étoile. S’il commence à tourner trop lentement, le champ magnétique tombera à un point où il ne pourra plus générer d’émissions radio significatives. En d’autres termes, s’il ralentit, il fait noir, c’est pourquoi nous ne voyons aucun d’entre eux prendre plus d’une minute entre les impulsions.

Mais cela n’exclut pas les étoiles à neutrons. Une autre option qui les inclut est un magnétar, qui est une étoile à neutrons avec un champ magnétique intense qui est sujet aux explosions énergétiques. Mais ces explosions génèrent également des photons plus énergétiques, et les chercheurs ont examiné le site de GPM J1839-10 avec un télescope à rayons X et n’ont rien vu. De plus, on pense que les magnétars tournent plus vite que ne l’indique l’écart de 22 minutes, ils sont donc probablement là aussi.

Une autre alternative est une naine blanche avec un champ magnétique exceptionnellement fort. Ce sont des objets beaucoup plus gros et mettent donc beaucoup plus de temps qu’une étoile à neutrons à tourner. Mais nous en avons observé des milliers à l’intérieur de la Voie lactée et nous n’avons jamais rien vu de tel. Un seul produit des émissions périodiques et produit beaucoup moins d’énergie que le GPM J1839–10.

Même si nous élargissons la liste des sources possibles pour inclure d’autres organismes que nous ne comprenons pas, nous sommes toujours en deçà. La même équipe avait identifié un émetteur radio transitoire lent, GLEAM-X J162759.5-523504.3, quelques années plus tôt. Mais il est resté actif pendant environ deux mois avant de disparaître – bien loin des 25 années au cours desquelles GPM J1839–10 a explosé.

quoi maintenant?

Alors, étant donné que toutes les explications possibles sont choquantes, où allons-nous à partir de là ? La bonne nouvelle est que ces choses seront si difficiles à repérer qu’il pourrait y avoir beaucoup de choses que nous avons négligées. La mauvaise nouvelle est qu’ils peuvent encore être difficiles à repérer. La durée de l’éclaboussure – jusqu’à 300 secondes – et l’écart entre les rafales signifie que les notes à tempo court sont susceptibles d’y voir quelque chose tout le temps ou de le manquer complètement.

Nous avons vraiment besoin que les appareils regardent une zone de l’espace pendant une demi-heure ou plus, et que les regards soient divisés en plusieurs expositions, pour nous assurer que nous le capturons à la fois. Cela implique un engagement important vis-à-vis du matériel.

En attendant, nous pouvons affiner l’emplacement de GPM J1839-10 pour essayer de voir s’il y a quelque chose d’intéressant là-bas à d’autres longueurs d’onde. Puisque c’est dans le plan galactique, ce serait aussi un défi.

Nature, 2023. DOI : 10.1038 / s41586-023-06202-5 (à propos des DOI).