De mystérieux cercles lumineux ont été découverts dans l'espace

Des scientifiques pensent avoir découvert une nouvelle classe d'objets astronomiques : les Odd Radio Circles, ou ORC.
22 juillet 2020, 7:19am
supernova de Tycho
La supernova de Tycho. Image : NASA/CXC/RIKEN & GSFC/T. Sato et al ; Optical : DSS  

Des astronomes ont découvert un ensemble de cercles non identifiés dans l'espace, visibles uniquement à la lumière radio, grâce aux images capturées par l'un des réseaux de radiotélescopes les plus sensibles de la planète.

Les mystérieux anneaux « ne semblent correspondre à aucun type d'objet connu » et ont été baptisés ORC, pour « Odd Radio Circles » (« cercles radio étranges »), selon une nouvelle étude dirigée par Ray Norris, astrophysicien à l'université occidentale de Sydney. « Nous avons découvert une nouvelle classe d'objets astronomiques, consistant en un disque circulaire, dont les extrémités apparaissent parfois plus lumineuses, et qui contient parfois une galaxie en son centre », écrivent Norris et ses collègues dans l'étude, qui a été récemment publiée sur le serveur de prépublications arXiv et qui n'a pas encore été soumise à un examen par les pairs.

L'équipe décrit quatre de ces étranges ORC, dont trois ont été détectés par le télescope Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP), un réseau d'antennes radio qui couvre quatre kilomètres carrés du Midwest australien. L'ASKAP a scanné le ciel dans le spectre radioélectrique pour créer une « Carte évolutive de l'Univers » qui pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre le développement des étoiles et des galaxies.

En 2019, Norris et ses collègues ont remarqué trois taches bizarres dans les observations de l'ASKAP. Chacun des cercles mesure environ une minute d'arc de diamètre, ce qui équivaut à peu près à 3 % du diamètre de la Lune. Mais il est difficile de déterminer à quelle distance les ORC se trouvent sur ces images, ce qui rend difficile d’estimer la taille réelle de ces objets en attendant que des observations plus détaillées soient faites.

Les cercles lumineux sont si étranges que Norris et ses collègues se sont demandé s'il ne s'agissait pas d'un problème instrumental, d'autant plus que les images radio contiennent souvent des erreurs qui ressemblent à des apparitions arrondies, selon l'étude.

Mais lorsque l'équipe a épluché les données d'archives, elle a été surprise de constater qu'un quatrième ORC avait été imagé en 2013 par le Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), situé en Inde, et que personne n'en avait pris note à l'époque.

En passant au peigne fin les relevés radio antérieurs et en obtenant de nouvelles images grâce à l'Australia Telescope Compact Array (ATCA), les chercheurs ont pu recueillir au moins deux observations indépendantes de chaque ORC. Le fait que les cercles apparaissent sur plusieurs ensembles de données du télescope fait de l'erreur instrumentale « une explication hautement improbable », explique l'équipe dans l'étude.

Mais si les ORC sont de véritables objets célestes, que peuvent-ils bien être ? Norris et ses collègues ont quelques hypothèses, bien qu'aucune d'entre elles ne soit évidente.

Les cercles peuvent être des restes d'étoiles explosées, ou des « anneaux d'Einstein », qui sont les signatures de l'espace-temps déformé créé par la gravité d'objets massifs. Ils pourraient être les fantômes d'événements hautement énergétiques qui se sont produits il y a des millions d'années, comme les sursauts gamma, les sursauts radio rapides ou les jets de plasma émis par des noyaux galactiques actifs. « Nous admettons également la possibilité que les ORC puissent représenter plus d'un phénomène », note l'équipe, ajoutant qu'ils ont été « découverts simultanément parce qu'ils correspondent aux caractéristiques de fréquence spatiale des observations de l’ASKAP ».

Norris et ses collègues ont l'intention de continuer à examiner les ORC pour voir s'ils peuvent élucider certains de ces mystères fascinants. Mais une chose est claire : des découvertes comme celle-ci sont susceptibles de devenir plus fréquentes au fur et à mesure que la radioastronomie va s’améliorer dans les années à venir.

D'ici une dizaine d'années, l’ASKAP rejoindra le Square Kilometre Array (SKA), un projet de radiotélescope géant et intercontinental qui sera de loin l'instrument radio le plus sensible au monde une fois qu'il sera opérationnel. La découverte des ORC est fascinante en soi, mais elle annonce également une nouvelle ère de l'astronomie qui affine déjà notre vision de l'espace.

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