Des signaux mystérieux continuent d’arriver de l’espace. Nous avons trouvé leur « pierre de Rosette ».
Mysterious signals keep coming from space. We have found their ‘Rosetta stone’
Seeing a signal in different kinds of light is like having a text written in several forms of writing – it makes it easier to decipher.
Voir un signal dans différents types de lumière, c’est comme avoir un texte écrit dans plusieurs formes d’écriture – cela facilite le déchiffrement.
A pair of stars spiralling around each other. That’s the origin of a new source of repeating radio bursts we’ve detected, called ASKAP J1745.
Une paire d’étoiles en spirale l’une autour de l’autre. C’est l’origine d’une nouvelle source de rafales radio répétitives que nous avons détectée, appelée ASKAP J1745.
In recent years, astronomers have been puzzling over mysterious bursts of radio signals, known as long-period transients because of how slowly they repeat. They were first discovered by chance with telescopes scanning large chunks of the sky.
Ces dernières années, les astronomes s’interrogent sur des rafales mystérieuses de signaux radio, connues sous le nom de transitoires de longue période en raison de la lenteur de leur répétition. Elles ont été découvertes initialement par hasard par des télescopes balayant de vastes étendues du ciel.
To date, astronomers have only found a dozen of these weird sources, and we’re still trying to understand exactly what they are.
À ce jour, les astronomes n’ont trouvé qu’une douzaine de ces sources étranges, et nous essayons toujours de comprendre exactement ce qu’elles sont.
In a new study published today in Nature Astronomy, we describe a first-of-its-kind detection – both radio and X-ray bursts repeating with each orbit.
Dans une nouvelle étude publiée aujourd’hui dans Nature Astronomy, nous décrivons une détection sans précédent – des rafales radio et des rayons X qui se répètent à chaque orbite.
ASKAP J1745 is exciting because we’ve figured out what it is, unlike 10 of the 12 known long-period transients. Even better, we were able to detect it with a bunch of different telescopes that observe all different kinds of light.
ASKAP J1745 est passionnant car nous avons déterminé ce qu’il est, contrairement à 10 des 12 transitoires de longue période connus. Mieux encore, nous avons pu le détecter avec un ensemble de télescopes différents qui observent tous des types de lumière différents.
Bearing the same message in three forms of writing, the famous Rosetta stone once helped scholars decipher ancient Egyptian hieroglyphs. Similarly, this extra information we found about ASKAP J1745 will help astronomers better understand the mystery of all long-period transients.
Portant le même message sous trois formes d’écriture, la célèbre pierre de Rosette a autrefois aidé les érudits à déchiffrer les hiéroglyphes égyptiens anciens. De même, ces informations supplémentaires que nous avons trouvées sur ASKAP J1745 aideront les astronomes à mieux comprendre le mystère de tous les transitoires de longue période.
What do long-period radio transients look like?
À quoi ressemblent les transitoires radio de longue période?
Long-period transients are things in space that produce bright, repeating bursts of light at radio wavelengths. Little is known about the origins of most long-period transients. In addition, many have been discovered close to the dusty region in the middle of our galaxy, so it can be hard to see them with visible-light telescopes.
Les transitoires de longue période sont des objets dans l’espace qui produisent des éclairs de lumière brillants et répétitifs à des longueurs d’onde radio. On sait peu des origines de la plupart des transitoires de longue période. De plus, beaucoup ont été découverts près de la région poussiéreuse au centre de notre galaxie, il peut donc être difficile de les observer avec des télescopes à lumière visible.
Even with just a dozen of these strange sources discovered so far, they seem to come in a few different shapes and sizes. Their radio bursts repeat on timescales of minutes to hours.
Même avec seulement une douzaine de ces sources étranges découvertes jusqu’à présent, elles semblent présenter différentes formes et tailles. Leurs éclairs radio se répètent sur des échelles de temps allant de minutes à heures.
Some have been making regular pulses for more than 30 years, while others turn off for days at a time or go permanently radio-silent.
Certains émettent des impulsions régulières depuis plus de 30 ans, tandis que d’autres s’éteignent pendant des jours ou deviennent radio-silencieux de manière permanente.
Where do they come from?
D’où viennent-ils?
Astronomers initially thought long-period transients were just very slowly spinning neutron stars, called pulsars. These are the fast-rotating dense cores left after the supernova explosions of massive stars.
Les astronomes pensaient initialement que les transitoires de longue période n’étaient que des étoiles à neutrons en rotation très lente, appelées pulsars. Ce sont les noyaux denses et rapidement tournants restants après les explosions de supernovae d’étoiles massives.
The first few of these radio transients discovered were repeating roughly every 20 minutes. That’s much slower than the average pulsar, which repeats every few seconds.
Les premiers transitoires radio découverts se répétaient environ toutes les 20 minutes. C’est beaucoup plus lent que le pulsar moyen, qui se répète toutes les quelques secondes.
Furthermore, when pulsars slow down their spin, they should stop producing radio light. This means we shouldn’t see radio bursts from neutron stars rotating so slowly.
De plus, lorsque les pulsars ralentissent leur rotation, ils ne devraient plus produire de lumière radio. Cela signifie que nous ne devrions pas voir de rafales radio provenant d’étoiles à neutrons tournant si lentement.
So astronomers investigated other theories involving white dwarfs – the slowly cooling dead centres of less massive stars. And recently we discovered some long-period transients in binary systems (two stars in a close orbit) with evidence of both a white dwarf and a lower-mass red dwarf star.
Ainsi, les astronomes ont étudié d’autres théories impliquant des naines blanches – les centres morts et refroidissants lentement d’étoiles moins massives. Et récemment, nous avons découvert des transitoires de longue période dans des systèmes binaires (deux étoiles en orbite rapprochée) avec des preuves à la fois d’une naine blanche et d’une naine rouge de masse inférieure.
The discovery of ASKAP J1745
La découverte d’ASKAP J1745
ASKAP J1745 is a new long-period radio transient we found with the ASKAP radio telescope, owned and operated by CSIRO, Australia’s national science agency. It’s the first one of these strange sources that we’ve identified as a “cataclysmic variable”.
ASKAP J1745 est un nouveau transitoire radio de longue période que nous avons trouvé avec le radiotélescope ASKAP, propriété et exploité par CSIRO, l’agence scientifique nationale d’Australie. C’est la première de ces sources étranges que nous avons identifiée comme une « variable cataclysmique ».
Cataclysmic variables are systems with two stars – one of them a white dwarf – that orbit each other closely enough to interact. If the stars are close enough, the white dwarf’s gravity can pull (or “accrete”) material from the other star. That’s why these systems are also known as accreting white dwarf binaries.
Les variables cataclysmiques sont des systèmes composés de deux étoiles – dont l’une est une naine blanche – qui orbitent suffisamment près pour interagir. Si les étoiles sont assez proches, la gravité de la naine blanche peut tirer (ou « accréter ») de la matière de l’autre étoile. C’est pourquoi ces systèmes sont également connus sous le nom de binaires à naine blanche accrète.
Another long-period radio transient was recently discovered with X-ray bursts, repeating with the same regularity as the radio. However, the origin of the bursts and their shared timing remained unclear.
Un autre transitoire radio de longue période a été récemment découvert avec des éclats de rayons X, se répétant avec la même régularité que le radio. Cependant, l’origine des éclats et leur synchronisation commune restaient floues.
Now, for the first time, we have combined observations from radio, X-ray and optical telescopes to find that ASKAP J1745 produces both X-ray and radio bursts with each orbit of its two stars.
Maintenant, pour la première fois, nous avons combiné des observations provenant de radiotélescopes, de télescopes à rayons X et optiques pour découvrir qu’ASKAP J1745 produit à la fois des éclats de rayons X et radio à chaque orbite de ses deux étoiles.
In these rapidly orbiting systems, the X-ray light is thought to come from the material heating up as it streams onto the white dwarf.
Dans ces systèmes en orbite rapide, on pense que la lumière des rayons X provient de la matière qui se réchauffe lorsqu’elle s’écoule vers la naine blanche.
The bright radio bursts were a bit more of a mystery. But knowing that this is an accreting binary system helped us figure things out.
Les brillants éclats radio étaient un peu plus mystérieux. Mais savoir qu’il s’agissait d’un système binaire accrète nous a aidés à comprendre la situation.
The type of pulsed radio light we detected is typically caused by energetic particles interacting with strong magnetic fields. Here, we have the perfect combination: two stars with strong magnetic fields (typically thousands of times stronger than an MRI machine) , with charged particles flowing towards the white dwarf from the other star.
Le type de lumière radio pulsée que nous avons détecté est généralement causé par des particules énergétiques interagissant avec de puissants champs magnétiques. Ici, nous avons la combinaison parfaite: deux étoiles avec de puissants champs magnétiques (typiquement des milliers de fois plus forts qu’une machine IRM) , avec des particules chargées s’écoulant vers la naine blanche depuis l’autre étoile.
What this means for the future of astronomy
Ce que cela signifie pour l’avenir de l’astronomie
This discovery is unique because we have more information and at more different wavelengths than any other previous long-period transient.
Cette découverte est unique car nous disposons de plus d’informations et de longueurs d’onde différentes que tout autre transitoire de longue période précédent.
Just like the Rosetta stone was key to decoding ancient Egyptian symbols, ASKAP J1745 will be key to deciphering the origins of other long-period radio transients that lack information at other wavelengths.
Tout comme la pierre de Rosette a été essentielle pour décoder les symboles égyptiens anciens, ASKAP J1745 sera essentielle pour déchiffrer les origines d’autres transitoires radio de longue période qui manquent d’informations à d’autres longueurs d’onde.
ASKAP J1745 is the first long-period transient showing signs of accretion across the spectrum of light – from radio waves to visible to X-rays. And this stream of charged material is a crucial ingredient for making the radio light we detect from these systems.
ASKAP J1745 est le premier transitoire de longue période à montrer des signes d’accrétion sur l’ensemble du spectre lumineux – des ondes radio au visible aux rayons X. Et ce flux de matière chargée est un ingrédient crucial pour produire les ondes radio que nous détectons à partir de ces systèmes.
Exploring the mechanism that produces long-period radio bursts gives us a new laboratory to learn about extreme physics such as plasma flows and magnetic fields in conditions we can’t recreate on Earth.
L’exploration du mécanisme qui produit des rafales radio de longue période nous donne un nouveau laboratoire pour apprendre la physique extrême, telle que les flux de plasma et les champs magnétiques, dans des conditions que nous ne pouvons pas recréer sur Terre.
We acknowledge the Wajarri Yamaji as the Traditional Owners and Native Title Holders of Inyarrimanha Ilgari Bundara, the CSIRO Murchison Radio-astronomy Observatory where ASKAP is located.
Nous reconnaissons les Wajarri Yamaji en tant que Propriétaires Traditionnels et Détenteurs de Titres Indigènes d’Inyarrimanha Ilgari Bundara, l’Observatoire de radioastronomie Murchison du CSIRO où est situé ASKAP.
Kovi Rose does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.
Kovi Rose ne travaille pour, ne consulte, ne détient pas d’actions ni ne reçoit de financement de la part d’aucune entreprise ou organisation qui bénéficierait de cet article, et n’a divulgué aucune affiliation pertinente au-delà de sa nomination universitaire.
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