Un nouveau phénomène cosmique intrigue les radioastronomes depuis une dizaine d’années : d’étranges pulsations radio, provenant de notre propre Voie lactée, d’une durée de plusieurs secondes à plusieurs minutes.Ces émissions diffèrent des pulsations des pulsars, étoiles à neutrons magnétisées en rotation rapide, dont les pulsations ne durent que quelques millisecondes.

Ces signaux mystérieux, appelés « transitoires de longue durée » (LPT), se répètent sur des échelles de temps allant de dix secondes à des minutes, voire des heures, ce qu’aucun pulsar connu ne peut faire.

Malgré le manque de preuves sur l’origine possible de ces signaux, les chercheurs ont formulé diverses hypothèses, sans pouvoir les prouver. Une équipe internationale d’astronomes,dirigée par Iris de Ruiter de l’université australienne de Sydney,a démontré pour la première fois qu’un couple d’étoiles,composé d’une naine blanche et d’une naine rouge en orbite mutuelle toutes les deux heures,émet ces longues pulsations radio.

### Signaux mystérieux

L’étude s’est concentrée sur une collection de signaux radio périodiques détectés en 2022 par Iris de Ruiter, alors à l’université d’Amsterdam. avec le physicien Kaustubh Rajwade de l’université d’Oxford, elle a utilisé une technique d’imagerie novatrice pour identifier plusieurs LPT dans les données du télescope international Low Frequency Array (LOFAR).

Grâce à cette nouvelle méthode, de Ruiter et Rajwade ont détecté sept pulsations provenant d’une source unique, nommée ILTJ1101, un point lumineux situé à 1 600 années-lumière dans la constellation de la Grande Ourse. Chaque pulsation, semblable à un éclair de lumière dans la longueur d’onde radio, durait de plusieurs secondes à plusieurs minutes et se répétait à intervalles réguliers, comme une horloge cosmique marquant toutes les deux heures.

« Ces pulsations radio sont très similaires aux FRB (Fast Radio Burst, ou sursauts radio rapides), mais chacune a des longueurs différentes. De plus, elles ont des énergies beaucoup plus faibles que les FRB et durent généralement plusieurs secondes, au lieu de millisecondes. Nous ne savons pas encore s’il existe un continuum entre les transitoires radio de longue période et les FRB, ou s’il s’agit de populations distinctes ».
Charles Kilpatrick, co-auteur de l’étude

### Pas une étoile, mais deux

Charles Kilpatrick a utilisé d’autres grands télescopes pour confirmer les observations et a découvert qu’il ne s’agissait pas d’une seule étoile, mais de deux, qui généraient ensemble le signal mystérieux. Les deux étoiles, une naine blanche et une naine rouge, orbitent autour d’un centre de gravité commun toutes les 125 minutes, correspondant à l’intervalle entre les pulsations. Leurs orbites sont si proches que leurs champs magnétiques se chevauchent, ce qui pourrait être la cause des pulsations radio toutes les deux heures.

Une naine blanche est un vestige stellaire, résultant de l’épuisement du combustible nucléaire d’une étoile de masse faible ou intermédiaire, comme notre Soleil.L’étoile expulse violemment ses couches externes, laissant derrière elle un noyau extrêmement dense et chaud, de la taille de la Terre, mais avec presque toute la masse originale de l’étoile. Les naines rouges, en revanche, sont le type d’étoile le plus courant dans l’Univers. Elles sont beaucoup plus petites et froides que notre Soleil, et aussi beaucoup moins brillantes, mais ont une durée de vie extrêmement longue.

Selon les chercheurs, les pulsations radio inhabituellement longues pourraient provenir du champ magnétique intense de la naine blanche, ou de l’interaction des champs magnétiques des deux étoiles. Des observations supplémentaires seront nécessaires pour clarifier ce point.

« C’était particulièrement génial d’ajouter de nouvelles pièces au puzzle. Nous avons travaillé avec des experts de toutes sortes de disciplines astronomiques. Avec différentes techniques et observations,nous nous sommes rapprochés de plus en plus de la solution,étape par étape ».
Iris de Ruiter

Grâce à cette découverte,les astronomes savent que les étoiles à neutrons ne sont pas les seules à émettre des pulsations radio. Au cours des dernières années, d’autres groupes de recherche ont découvert une dizaine d’émetteurs radio de ce type, mais aucun n’a encore réussi à identifier avec précision leur source.

Mystère résolu : L’origine des transitoires radio de longue période (LPT)

Depuis une dizaine d’années, les radioastronomes sont intrigués par des pulsations radio mystérieuses provenant de la Voie lactée. Ces signaux, appelés “transitoires de longue période” (LPT), durent de plusieurs secondes à plusieurs minutes, contrairement aux pulsars dont les pulsations ne durent que quelques millisecondes. L’équipe d’Iris de Ruiter a fait une découverte majeure en identifiant la source de ces signaux.

Découverte de la source des LPT

L’étude a porté sur des signaux radio périodiques détectés en 2022 grâce au télescope Low Frequency Array (LOFAR). Une nouvelle technique d’imagerie a permis d’identifier sept pulsations provenant d’une source unique, nommée ILTJ1101, située à 1 600 années-lumière dans la constellation de la Grande Ourse.Chaque pulsation, d’une durée de plusieurs secondes à plusieurs minutes, se répète toutes les deux heures.

Contrairement aux hypothèses initiales, il ne s’agit pas d’une seule étoile, mais d’un système binaire composé d’une naine blanche et d’une naine rouge. Ces deux étoiles orbitent l’une autour de l’autre toutes les 125 minutes, ce qui correspond à l’intervalle entre les pulsations radio. La proximité de leurs orbites et l’interaction de leurs champs magnétiques pourraient expliquer ces émissions inhabituelles. [[1]] [[2]] [[3]]

Comparaison LPT / FRB / Pulsars

| Caractéristique | Transitoires de Longue Période (LPT) | Surts Radio Rapides (FRB) | Pulsars |

|————————–|————————————–|—————————–|——————————|

| Durée | Secondes à minutes, voire heures | Millisecondes | Millisecondes |

| Période de répétition | Heures | Variable | Millisecondes à secondes |

| Energie | Faible | Élevée | Variable |

| Source | Système binaire (naine blanche/rouge) | inconnu (en grande partie) | Étoile à neutrons |

Conclusion

Cette découverte marque une avancée significative dans la compréhension des LPT. Elle démontre que les étoiles à neutrons ne sont pas les seules sources de pulsations radio,ouvrant de nouvelles perspectives sur les phénomènes cosmiques et la diversité des sources d’ondes radio dans l’univers. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour affiner notre compréhension du mécanisme précis qui génère ces pulsations.

FAQ

Q : Quelle est la différence entre un LPT et un pulsar ?

R : Les LPT ont des pulsations beaucoup plus longues (secondes à minutes) que les pulsars (millisecondes).

Q : Quelle est la source des LPT ?

R : Un système binaire composé d’une naine blanche et d’une naine rouge en orbite rapprochée.

Q : Comment les LPT sont-ils détectés ?

R : Grâce à des télescopes radio comme LOFAR, utilisant des techniques d’imagerie innovantes.

Q : Existe-t-il un lien entre les LPT et les sursauts radio rapides (FRB) ?

R : La relation entre LPT et FRB reste à éclaircir. Ils présentent des similitudes, mais diffèrent par leur durée et leur énergie.