Examiner le lien entre les FRB et les GRB

Les sursauts radio rapides (FRBs) sont des éclats courts et intenses d'ondes radio qui viennent de l'espace. Ça dure juste quelques millisecondes et ça vient de sources inconnues. Les scientifiques pensent que ces éclats pourraient être liés à des événements cosmiques puissants, comme les magnétars, qui sont des étoiles à neutrons super magnétiquées. Depuis la découverte du premier FRB en 2007, les chercheurs en ont détecté plus de 600 d'ici mi-2022.

Les FRBs peuvent être classés en deux groupes : répéteurs, qui envoient des éclats plusieurs fois, et non-répéteurs, qui n’envoient des éclats qu'une seule fois. En 2020, des scientifiques ont trouvé un FRB qui venait de notre galaxie, connu sous le nom de FRB 20200428A. Cet éclat était lié à un répéteur gamma doux (SGR), spécifiquement SGR1925+2154. Pendant une période d'activité intense de ce magnétar, les chercheurs ont aussi remarqué des éclats de rayons X qui correspondaient au timing du FRB. Cet exemple est l'une des rares connexions confirmées entre un FRB et un autre type d'événement cosmique.

#Comprendre Les sursauts gamma (GRBs)

Les sursauts gamma (GRBs) sont des explosions super énergétiques dans l'univers. Ils libèrent une énorme quantité d'énergie et peuvent être observés sur de vastes distances. Comme les FRBs, les GRBs peuvent être classés en deux types : des éclats courts, qui durent moins de deux secondes, et des éclats longs, qui durent plus de deux secondes et sont suivis d'une émission plus longue de rayons X et de lumière optique.

Bien que les FRBs et les GRBs soient des phénomènes différents, les chercheurs s'intéressent à savoir s'ils sont liés. Cet intérêt vient de l'idée que les deux pourraient émerger d'événements cosmiques de haute énergie similaires.

#Le but de l'étude

Cette étude vise à voir s'il y a une relation entre les FRBs et les GRBs en cherchant des similitudes dans leurs emplacements dans le ciel. Les chercheurs examinent des données de deux grandes missions spatiales qui surveillent les rayons gamma : Swift et Fermi. Ils veulent vérifier si les emplacements des FRBs correspondent à ceux des GRBs.

Pour ce faire, les scientifiques vont d'abord considérer l'ensemble de la population des FRBs et des GRBs. Ensuite, ils vont jeter un œil plus attentif à des paires individuelles de FRBs et GRBs pour voir si certaines se situent proches les unes des autres dans le ciel. Cependant, ils ne prendront pas en compte le timing des éclats.

#Collecte et comparaison des données

Pour réaliser cette étude, les chercheurs collectent des infos sur tous les FRBs détectés jusqu'en juillet 2022. Ils utilisent une base de données appelée Transient Name Server pour trouver ces informations. Pour les GRBs, ils se concentrent sur ceux détectés par le Burst Alert Telescope (BAT) du satellite Swift et le Gamma-ray Burst Monitor (GBM) du satellite Fermi.

Ils s'assurent d'éviter de compter le même événement deux fois en comparant les données des deux satellites. Les chercheurs prennent aussi en compte l'incertitude dans les positions des GRBs, surtout ceux détectés par Fermi, qui peuvent parfois avoir des erreurs de localisation de plusieurs degrés.

#Recherche de relations spatiales

Dans cette étude, les chercheurs cherchent des relations spatiales entre FRBs et GRBs. Ils le font en mesurant à quel point les deux types d'éclats sont proches les uns des autres. Ils créent des histogrammes pour visualiser les distances entre FRBs et GRBs. S'il y a une vraie connexion entre les deux, ils s'attendraient à voir plus de chevauchements dans les premiers bacs de distance de l'histogramme.

En créant 1 000 simulations aléatoires, les chercheurs peuvent comparer les données réelles à un modèle de fond. Ce modèle aide à estimer combien de chevauchements se produiraient par hasard. Si les données réelles montrent beaucoup de chevauchements par rapport aux simulations aléatoires, cela pourrait indiquer une connexion.

#Analyse des paires individuelles

En plus d'analyser tous les FRBs et GRBs ensemble, les chercheurs cherchent aussi des chevauchements entre des paires spécifiques de FRBs et GRBs. Pour chaque FRB, ils vérifient une région de 10 degrés autour de lui pour voir s'il y a des GRBs dans ce coin. Ils calculent le nombre attendu de GRBs qui pourraient survenir dans cette région en fonction de la densité générale de GRBs dans le ciel.

Avec cette méthode, ils cherchent des coïncidences entre différents catalogues de GRBs et FRBs, en supprimant les doublons. Ils trouvent certaines paires qui se rapprochent, mais ils doivent aussi considérer combien de comparaisons ils font, car cela affecte la chance de trouver des chevauchements par pur hasard.

#Résultats et découvertes

Les chercheurs n'ont pas trouvé de preuves solides que les FRBs et les GRBs sont liés de manière significative. L'analyse de la population dans son ensemble a montré que le nombre de chevauchements n'était pas significativement plus élevé que prévu par le hasard. Dans leur recherche de paires individuelles, bien que certaines paires aient des distances de séparation petites et des probabilités faibles, cela ne fournissait pas assez de preuves pour affirmer une vraie connexion en raison du grand nombre de comparaisons.

#Discussion et idées

L'étude met en lumière les défis pour connecter les FRBs et les GRBs, même si les deux sont liés à des événements cosmiques d'énergie élevée. Il se peut qu'il y ait beaucoup de FRBs qui n'ont pas de GRBs associés ou qui opèrent sur des chronologies différentes. Par exemple, certaines théories suggèrent qu'un GRB pourrait se produire en premier, formant un magnétar, et le FRB pourrait arriver des années ou même des décennies plus tard alors que le magnétar interagit avec son environnement.

Les chercheurs notent que leurs méthodes peuvent ne pas être suffisamment sensibles pour détecter des connexions sous-jacentes, surtout avec les catalogues actuels, dont beaucoup ont de grandes incertitudes. À mesure que la technologie et les méthodes d'observation s'améliorent, les études futures pourraient donner des résultats différents.

#Conclusion

En résumé, la recherche d'un lien entre les FRBs et les GRBs reste un défi complexe. Bien qu'il y ait des similarités intrigantes, les preuves actuelles ne montrent pas de connexion significative. Comprendre comment ces événements cosmiques se rapportent les uns aux autres reste un domaine important pour la recherche future. Au fur et à mesure que nous rassemblons plus de données et améliorons nos capacités d'observation, nous pourrions découvrir davantage sur la nature de ces fascinants éclats de l'univers.