Un flash radio de quelques millisecondes a traversé plus de 10 milliards d’années d’histoire cosmique avant d’être capté sur Terre.
Le signal, nommé FRB 20240304B, a été détecté le 4 mars 2024 par le projet MeerTRAP avec le radiotélescope MeerKAT, en Afrique du Sud. Les sursauts radio rapides sont des impulsions extrêmement brèves et puissantes dont l’origine physique reste encore incertaine.
Spectre de la galaxie hôte de FRB 20240304B mesuré par James Webb. Les raies de l’oxygène et de l’hydrogène ont permis de confirmer un décalage vers le rouge de 2.148.
Crédit : NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted ; science : Manisha Caleb.
Le signal radio indiquait immédiatement que la source devait être très lointaine. Sur un tel trajet, les différentes fréquences ne traversent pas exactement de la même manière le gaz ionisé présent entre les galaxies. Leur décalage permet d’estimer la quantité de matière rencontrée, mais pas de déterminer seul une distance précise.
Les chercheurs ont donc cherché la galaxie d’origine. Le télescope spatial James-Webb a repéré une faible galaxie exactement dans la zone localisée par MeerKAT. Sa caméra infrarouge a permis de mesurer un décalage vers le rouge de 2.148.
Cette valeur situe l’émission environ trois milliards d’années après le Big Bang. La lumière et les ondes radio du système ont donc voyagé pendant plus de 10 milliards d’années avant de parvenir jusqu’à nous. Il s’agit du sursaut radio rapide localisé le plus lointain annoncé à ce jour.
Champ profond de James Webb montrant la galaxie hôte de FRB 20240304B, indiquée dans l’agrandissement.
Crédit : NASA, ESA, CSA et STScI, via HotHardware.
Sa galaxie hôte réserve aussi une surprise. Elle est relativement petite et jeune par rapport à de nombreuses galaxies déjà associées à ces sursauts. Cela montre que le phénomène a pu se produire très tôt après la formation des premières générations d’étoiles de cette galaxie.
Les astronomes ne savent toujours pas exactement quels objets produisent tous les sursauts radio rapides. Certaines observations récentes relient au moins une partie d’entre eux à des magnétars, des étoiles à neutrons dotées d’un champ magnétique extrême. D’autres environnements pourraient aussi intervenir.
Un événement aussi lointain intéresse les cosmologistes. Pendant son voyage, le signal traverse le gaz très diffus situé entre les galaxies. La façon dont ses fréquences sont retardées peut servir à mesurer cette matière presque invisible et à suivre sa répartition à différentes époques de l’Univers.
La combinaison de MeerKAT et de James-Webb ouvre donc une nouvelle manière de détecter et analyser les sursauts les plus éloignés. De prochaines détections pourront montrer si les galaxies jeunes et peu massives étaient des lieux courants pour ces explosions radio lorsque l’Univers n’avait que quelques milliards d’années.
