Des planètes en ruine pourraient déclencher des rafales radio rapides répétées

La fragmentation des planètes balayant extrêmement près de leurs étoiles pourrait être la cause de mystérieuses explosions cosmiques d’ondes radio.

Des rafales radio rapides de plusieurs millisecondes, ou FRB, éclatent à partir de lieux cosmiques éloignés. Certaines de ces rafales n’explosent qu’une seule fois et d’autres se répètent. Un nouveau calcul informatique suggère que le type répétitif pourrait être dû à une planète interagissant avec son étoile hôte magnétique, rapportent des chercheurs le 20 mars Journal astrophysique.

Les FRB sont relativement nouveaux dans la recherche astronomique. Depuis que le premier a été découvert en 2007, les chercheurs ont ajouté des centaines au décompte. Les scientifiques ont théorisé des dizaines de façons dont les deux types différents de FRB peuvent se produire, et presque toutes les théories incluent des restes stellaires compacts et magnétiques connus sous le nom d’étoiles à neutrons. Certaines idées incluent de puissantes éruptions radio de magnétars, les étoiles à neutrons les plus magnétiques imaginables (SN : 04/06/20). D’autres suggèrent une étoile à neutrons à rotation rapide, ou même des astéroïdes interagissant avec des magnétars (SN : 23/02 /22).

“La vitesse à laquelle les sursauts radio sont produits fait toujours l’objet d’un débat”, déclare l’astronome Yong-Feng Huang de l’Université de Nanjing en Chine.

Huang et ses collègues ont envisagé une nouvelle façon de créer des éruptions à répétition : les interactions entre une étoile à neutrons et une planète en orbite (SN : 05/03/94). De telles planètes peuvent se rapprocher extrêmement de ces étoiles, c’est pourquoi l’équipe a calculé ce qui pourrait arriver à une planète sur une orbite hautement elliptique autour d’une étoile à neutrons. Lorsque la planète oscille très près de son étoile, la gravité de l’étoile tire plus sur la planète que lorsque la planète est à son point orbital le plus éloigné, l’allongeant et la déformant. Cette « attraction de marée », dit Huang, arrachera quelques petites touffes de la planète. Chaque bloc dans le calcul de l’équipe ne mesure que quelques kilomètres de large et peut-être un millionième de la masse de la planète, ajoute-t-il.

Puis le feu d’artifice commence. Les étoiles à neutrons crachent un vent de rayonnement et de particules, un peu comme notre propre soleil mais plus extrême. Lorsque l’un de ces amas traverse ce vent stellaire, l’interaction “peut produire des émissions radio très fortes”, explique Huang. Si cela se produit lorsque le bloc semble passer devant l’étoile du point de vue de la Terre, nous pourrions le voir comme une rafale radio rapide. Chaque rafale d’un signal FRB répétitif pourrait être causée par l’interaction de l’un de ces amas avec le vent de l’étoile à neutrons lors de chaque passage proche de la planète, dit-il. Après cette interaction, ce qui reste du bloc dérive en orbite autour de l’étoile, mais loin de la perspective de la Terre, de sorte que nous ne le revoyons plus jamais.

En comparant les sursauts calculés à deux répéteurs connus – le premier jamais découvert, qui se répète environ tous les 160 jours, et une découverte plus récente qui se répète tous les 16 jours, l’équipe a découvert que le scénario de fragmentation de la planète pouvait expliquer la fréquence des sursauts et leur luminosité. ont été (SN : 02/03/16).

La forte attraction gravitationnelle “marée” de l’étoile sur la planète lors de chaque passage rapproché pourrait modifier l’orbite de la planète au fil du temps, explique l’astrophysicien Wenbin Lu de l’Université de Princeton, qui n’a pas participé à cette étude mais qui étudie les scénarios FRB possibles. “Chaque orbite, il y a une perte d’énergie du système”, dit-il. “En raison des interactions de marée entre la planète et l’étoile, l’orbite se rétrécit très rapidement.” Il est donc possible que l’orbite se réduise si rapidement que les signaux FRB ne durent pas assez longtemps pour une détection fortuite, dit-il.

Mais le changement d’orbite pourrait également donner aux astronomes un moyen de vérifier ce scénario en tant que source FRB. L’observation de FRB répétés sur plusieurs années pour suivre tout changement dans le temps entre les rafales pourrait déterminer si cette hypothèse pourrait expliquer les observations, dit Lu. “C’est peut-être un bon indice.”

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