NEUF ÉCLAIRS RADIO EN 106 SECONDES, PUIS LE SILENCE

Les sursauts radio rapides sont de brefs éclairs d’ondes radio, de quelques millisecondes, qui nous parviennent d’autres galaxies. Leur origine reste débattue, et une question domine : se répètent-ils tous ? Certaines sources flashent encore et encore ; la plupart n’ont été vues qu’une fois. Dans le second catalogue du radiotélescope canadien CHIME, qui balaie chaque jour le ciel du nord entre 400 et 800 mégahertz, seules 2,4 % environ des 3 641 sources se répètent.

Les études de populations entières supposent en général que chaque source répétitive émet à un rythme moyen stable. Ryan Mckinven, de l’université McGill, et une trentaine de collègues de la collaboration CHIME/FRB décrivent aujourd’hui une source qui contredit cette hypothèse plus qu’aucune autre.

Deux minutes de furie

Le 1ᵉʳ juin 2021, CHIME a enregistré neuf sursauts en 106,5 secondes venus d’une source aujourd’hui appelée FRB 20210601A. Un problème de réseau a alors bloqué les alertes automatiques : personne n’a rien remarqué. Les sursauts n’ont été retrouvés qu’en décembre 2024, lors d’un audit systématique de la base de données pour le second catalogue.

L’équipe a ensuite cherché d’autres sursauts. CHIME ne bouge pas : avec la rotation de la Terre, cette région du ciel traverse son champ une fois par jour, pendant une dizaine de minutes. Entre juillet 2018 et fin 2025, cela fait quelque 320 heures d’exposition : environ 132 avant la tempête, 188 après. Pas un sursaut de plus, pas même de faibles signaux juste sous le seuil de détection les jours autour de la tempête. Fin 2025, le silence après la fenêtre active durait depuis au moins 1 674 jours.

Pendant ces 106,5 secondes, les écarts entre sursauts sont compatibles avec des arrivées au hasard, comme des gouttes de pluie, à environ 0,075 par seconde en moyenne. À ce rythme, la probabilité de 40 secondes de plus sans sursaut tombe sous 5 %. Pourtant, quand la source a traversé le centre du champ de CHIME quelques minutes plus tard, rien n’est venu : quelque chose s’était éteint.

Une tempête à moitié vue

Les neuf sursauts sont arrivés alors que la source se trouvait dans un lobe secondaire des faisceaux de CHIME — le bord moins sensible de son champ de vision, environ quatre fois moins sensible que le centre. Si la tempête était survenue quelques minutes plus tard, quand la source traversait le centre du champ, l’équipe estime que CHIME aurait enregistré au moins 21 sursauts, peut-être autour de 70.

Est-ce extrême ? L’équipe l’a comparée à deux des répéteurs les plus prolifiques connus, suivis par le radiotélescope géant chinois FAST. Avec toute la sensibilité de FAST, ils atteignent 46 et 23 sursauts dans une fenêtre de 106,5 secondes. Mais si l’on ne garde que les sursauts aussi brillants que le plus faible des neuf, leurs meilleures fenêtres n’en contiennent que 6 et 8. Selon les auteurs, FRB 20210601A affiche le plus fort taux de sursauts sur quelques minutes jamais rapporté pour une source répétitive à sensibilité comparable — une comparaison qui reste approximative, les deux télescopes écoutant à des fréquences et à des rythmes différents.

Une source ordinaire à l’emploi du temps étrange

Pour le reste, la source paraît typique. Les sursauts ont les formes étirées, en plusieurs morceaux, courantes chez les répéteurs, et la façon dont leur signal est étalé et tordu par le gaz traversé est proche de la moyenne des répéteurs de CHIME. Aucune galaxie hôte n’a pu être identifiée, et les recherches de contreparties en rayons gamma, en rayons X, en lumière visible ou en émission radio persistante n’ont rien donné.

L’énergie libérée est modeste : environ un millionième de l’énergie magnétique stockée dans un magnétar typique, une étoile à neutrons fortement magnétisée, même en plaçant la source à la distance maximale permise par les données.

Qu’est-ce qui peut s’allumer et s’éteindre ainsi ?

Les auteurs pèsent plusieurs idées, sans vainqueur :

• Des pulsars intermittents, qui s’éteignent pendant de longues périodes. L’un d’eux, découvert récemment dans notre Galaxie, PSR J2109+50, n’a montré son mode brillant qu’une seule fois en un mois, pendant 90 secondes environ — mais il est bien moins lumineux.
• Des crises de magnétar. Dans notre Galaxie, le magnétar 1E 2259+586 a lancé plus de 80 sursauts X en quatre heures après 5,6 ans de calme. Une tempête de deux minutes reste pourtant bien plus ramassée que tout exemple galactique connu.
• Une étoile compagne, dont le vent ou l’orbite ouvrirait une brève fenêtre d’émission ou de visibilité.
• Un effet de lentille, où un amas de matière grossit brièvement une source d’ordinaire trop faible.

Une population cachée

Si de telles sources épisodiques existent, CHIME est le meilleur endroit pour les trouver, grâce à ses balayages quotidiens d’un vaste ciel. Un modèle statistique simple en suggère environ 9 à la portée de CHIME — avec une incertitude énorme, de 1 à plus de 200 — et, au mieux, une à quatre nouvelles découvertes dans la prochaine décennie. Certains sursauts apparemment uniques pourraient même être des tempêtes vues en partie seulement. Un télescope sensible comme FAST, pointé sur la source pendant ses années calmes, pourrait tester l’idée en captant des sursauts plus faibles.