Les sursauts radio rapides sont-ils des sources d’ondes gravitationnelles ?

Su sait que nous sommes entrés dans l’ère de l’astronomie gravitationnelle en 2015, presque 100 après la mise en form complète par Albert Einstein de sa théorie relativiste de la gravitation, la fameuse théorie de la relativité générale. Elle decrit l’espace-temps comme un milieu élastique et donc déformable, suscettibile a vibrer et d’osciller comme la surface de l’eau et même de se transformer en l’équivalent de l’écume dans le régime dominé par des effets quantiques.

le onde gravitazionali peuvent être émises par toutes les distributions de materia qui sont décrites par ce que les fisici appellent, dans leur gergon, des quadripôles, ce qui n’est pas le cas de toutes les sources. Ainsi, une étoile qui exploserait de façon parfaitement sphérique ne produirait pas d’ondes gravitationnelles. Par contre, c’est bien le cas d’un couple d’astres en orbita l’un autour de l’autre, come la Terre et la Lune. l’emissione n’est toutefois forte qu’avec des astres compacts, comme des trous noirs et des étoiles a neutroniet en particulier lorsqu’ils sont sur le point d’entrer en collision et qu’ils fusionnent.

Tout come la lumiere des étoiles nous donne de précieux renseignements sur les phénomènes et les objets en astrofisicola « lumière gravitationnelle », si l’on peut dire, est riche en informations, d’autant plus si on peut combiner ces deux tipi di messaggi et c’est d’ailleurs de cette façon que l’on a démontré que certis sursauts gamma étaient bel et bien, comme on le pensait, des collisions d’étoiles à neutrons produisant ce que l’on appelle des kilonovae.

Des kilonovae aux FRB

Incoraggia i risultati, i membri delle collaborazioni Ligo et Vergineles désormais célèbres détecteurs d’ondes gravitationnelles, ont entrepris de tener de faire la lumière sur la nature des encore énigmatiques Sursauts radio rapide (Esplosioni radio velocio FRB, in inglese) en tentant de détecter des ondes gravitationnelles qui pourraient leur être associées, comme ils l’expliquent dans un article en accès libre sur arXiv.

Encore appélés « sursauts Lorimer », du nom de leur découvreur, les FRB sont des signaux transitoriires où l’équivalent de toute l’énergie rayonnée par le Soleil dans le visible pendant une année semble libéré en quelques milliseconds tout au plus dans le domaine radio. On pensait au début justement qu’ils pouvaient être associés à des esplosioni de supernove et des collisions d’astres compacts, par esempio une étoile à neutrons avec un trou noir, mais la découverte de FRB se répétant pour une même source sur la voûte céleste (ce n’est toutefois pas les émont de FRB) que ce ne pouvait pas être le cas. On sait tout de même aujourd’hui qu’ils sont situés à des milliards d’années-lumière de la Voie latte et on a des indicazioni qu’ils pourraient être liés à des magnetices étoiles à neutrons avec des campioni magnetici particulièrement intenso.

Depuis 2018, avec l’inaugurazione d’un nouveau radiotelescopio d’envergure à l’Observatoire fédéral de radioastrophysique, in Colombia-Britannique, au Canada, les astrofisici ont disposé d’un outil particulièrement adapté à la détection des FRB et il a rapidement permis d’en détecter des centaines. Appelé « Expérience canadese de cartographie de l’intensité de l’idrogeno » ou en inglese, Esperimento canadese di mappatura dell’intensità dell’idrogenoil s’agit en abrégé de Chime.

De nos jours, on sait plutôt bien localiser sur la voûte céleste les FRB et en étudiant l’effet sur leurs specters radio des interacts du signal émis avec les elettronica libres dans le cosmos observable, su peut en tirer une distance à la Voie lactée. Plus le temps de trajet a été long, plus on osserva un décalage entre le temps d’arrivée des impulsions radio dans les party hautes et basses du specter de ces impulsions.

La combinazione dei rivelatori Ligo et Virgo permet égallement de localiser une source d’ondes gravitationnelles sur la voûte céleste et donc de faire de l’astronomie multimessager comme on dit, en l’occorrence de voir si unsociable signal électique electromagn avec deux sources qui coïncident sur la voûte celeste.

Ainsi, environ 350 FRB avaient fourni des données sensitive d’être mises en relationship avec Ligo et Virgo. Les chercheurs ont donc compulsé les données enregistrées par ces deux instruments pendant unae campagne de détection s’étant deroulée tra aprile e settembre 2019.

Deux méthodes de détection différentes ont été mises en œuvre, come l’explique un comunicato delle collaborazioni Ligo et Virgo. La première se concentre sur une détection de coïncidence uniquement entre deux sources et la seconde se base sur le fait que l’on connaît a priori la form générale du specter des ondes émises par des collisions d’astres compacts. La première méthode est donc indépendante de certees hypothèses sur la nature des FRB et la seconde non, et elle ne s’appliquait qu’aux FRB qui ne se répètent pas.

Trente-neuf FRB ont été étudiés avec la première méthode et vingt-deux pour la seconde. Les résultats sont pour le moment négatifs mais cela ne signifie pas qu’ils le resteront car un signal gravitationnel n’est peut-être pas detectable pour des FRB proches. La sensibilité des détecteurs de ces ondes augmentant avec le temps, on pourrait finir par avoir de bonnes surprises et c’est pour cette raison que les recherches de ce type vont continuer, déjà dans les données collects a quicha serons six et Virgo.