Les astrophysiciens ont créé un catalogue pour résoudre le mystère des bouffées radio rapides

L'un des mystères les plus déconcertants de l'astrophysique moderne est la nature des Fast Radio Bursts, découvertes en 2007. Il s'agit apparemment de rares éclairs de lumière extrêmement brillants avec des longueurs d'onde radio. Ils ne durent que quelques millisecondes; proviennent de l'extérieur de notre galaxie, la voie lactée; proviennent de régions où les champs magnétiques sont extrêmement puissants; et traverser une quantité importante de gaz ou de poussière avant d’atteindre la Terre.

Tous ces faits peuvent donner l’impression que les scientifiques en savent beaucoup sur Fast Radio Bursts. En réalité, nous ne le faisons pas. Par exemple, bien que nous sachions qu’ils ne viennent pas de notre galaxie, nous ne savons pas d’où ils viennent exactement. Nous ne savons pas ce qui les cause. Et nous ne sommes pas sûrs qu’ils pourraient être utiles comme normes cosmologiques pour mesurer les propriétés à grande échelle de notre univers.

Des dizaines de théories sur les bouffées radio rapides ont été proposées. Certains sont conformes à la physique standard. D'autres sont plus exotiques, y compris les chaînes cosmiques - structures hypothétiques à une dimension formées dans l'univers primitif - ou même plutôt bizarres: une théorie suggère que les extraterrestres sont responsables.

Pour tenter de découvrir la vérité sur Fast Radio Bursts, nous avons créé un catalogue répertoriant chaque théorie, ainsi que ses avantages et ses inconvénients. Les scientifiques du monde entier peuvent intervenir et de nouvelles données et découvertes seront ajoutées tout au long du processus.

Certaines de ces données proviendront de projets sur le continent africain, tels que Intensité de l'hydrogène et Analyse en temps réel (HIRAX), MeerKAT et Square Kilometer Array (SKA), qui devraient permettre de découvrir et de localiser des milliers de rafales Fast Radio..

Cette plateforme produira beaucoup de connaissances. Cela apportera également un éclairage précieux sur la sociologie scientifique dans la mesure où des chercheurs internationaux travaillent ensemble et, en fin de compte, nous espérons, identifier le modèle le plus acceptable.

Une gamme de théories

Peut-être justement parce qu’elles sont si insaisissables, les radios rapides ont beaucoup retenu l’attention des astronomes, astrophysiciens, cosmologues et physiciens au cours des années qui ont suivi leur découverte.

Ce sont les principales théories qui ont émergé jusqu'à présent.

• Les Fast Radio Bursts impliquent des types d'étoiles à neutrons, tels que les pulsars (qui tournent rapidement) ou les magnétars (qui sont fortement magnétisés). Ce sont probablement les théories les plus plausibles, car les champs magnétiques intrinsèques et extrêmement importants des étoiles à neutrons peuvent naturellement satisfaire les besoins en énergie des rafales radio rapides.
• La fusion de corps astronomiques (tels que les trous noirs, les étoiles à neutrons et les naines blanches) et leur effondrement ont été proposées comme une origine possible pour les Fast Radio Bursts.

Dans de tels processus, d’énormes quantités d’énergie sont libérées sur de courtes périodes. Cela pourrait éventuellement créer des radiations similaires à des rafales radio rapides.

• Certains des modèles les plus exotiques ont une base plus théorique. Ils impliquent des objets hypothétiques tels que les étoiles de quark (les quarks sont les particules subatomiques qui constituent les neutrons et les protons), les étoiles d’axion (les axions sont extrêmement légers, les particules hypothétiques, subatomiques) et la matière noire: la matière hypothétique, non observée, censée expliquer 27% du contenu total en matière de l'univers.

• Une autre théorie assez improbable est que Fast Radio Bursts frappe très fort les pulsars.

Et puis il y a la suggestion que Fast Radio Bursts sont la preuve des extraterrestres. C’est certainement la plus inhabituelle des théories proposées, mais cela n’a pas encore été exclu.

Bien que cela soit peu probable, les Fast Radio Bursts peuvent être des signaux émis par une balise installée par une civilisation extraterrestre, ou peut-être par des voiles légères qui exploitent les photons pour voyager à travers la galaxie.

Ces modèles présentent une variation remarquable et il est difficile de limiter les options et de parvenir à un consensus. Sur les 50 théories ou modèles proposés à ce jour, trois seulement ont été éliminés. C'est ce qui nous a incité à créer le catalogue et à solliciter l'engagement de la communauté scientifique au sens large.

Plateforme de débat

Il n’est pas facile de faire parler les scientifiques de Fast Radio Bursts. C’est parce que les scientifiques en question ont des spécialisations différentes et viennent du monde entier.

Le catalogue en ligne offre une plate-forme appropriée et accessible pour la discussion, le débat et le partage des connaissances. Il existe également une histoire traçable, qui nous offre la possibilité d’étudier comment, en tant qu’êtres humains, nous travaillons ensemble pour résoudre des problèmes scientifiques - et peut-être comment ce processus pourrait être optimisé à l’avenir.

Une partie de notre motivation, en tant que physiciens théoriciens, était de développer cet engagement et de plonger en nous-mêmes. Les problèmes sont riches et les eaux profondes.

Les données sur Fast Radio Bursts commencent à affluer, grâce à des changeurs de jeu tels que MeerKAT et HIRAX. Au fur et à mesure de son arrivée, son examen et la publication des articles menés, nous pourrons commencer à écarter les théories et approfondir des théories viables. Dans cinq ans, ce mystère pourrait être résolu.

Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation par Emma Platts et Amanda Weltman. Lisez l'article original ici.