Nouvelles découvertes sur les sursauts radio rapides de la galaxie W13-18

Les éclats radio rapides (FRBs) sont des explosions brèves et intenses d'ondes radio provenant de galaxies lointaines. Leur origine reste un mystère, car ces phénomènes se produisent en quelques millisecondes et viennent de endroits bien au-delà de notre galaxie, la Voie lactée. La recherche continue pour mieux comprendre ces éclats, en se concentrant sur l'identification des galaxies qui les hébergent et des environnements qui les entourent.

Une de ces études concerne une récente détection d'un FRB, appelé FRB 20211127 I, et sa galaxie hôte, connue sous le nom de WALLABY J131913-185018 (ou W13-18). Cette découverte est importante car elle marque la cinquième galaxie connue à héberger un FRB, élargissant ainsi notre compréhension de ces événements cosmiques.

#Observations et découvertes

La détection du FRB 20211127 I a été réalisée grâce au télescope ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder). Le sondage visait à surveiller différentes régions du ciel pour des signaux radio transitoires, y compris les FRBs. Pendant ces observations, W13-18 a été identifiée comme la galaxie hôte du FRB détecté.

On estime que W13-18 a une masse d'environ 6,5 x 10^10 masses solaires. De plus, cette galaxie a un rapport de masse de 2,17, ce qui compare sa masse stellaire à la quantité de Gaz présente. L'étude a également révélé que W13-18 coïncide avec une source radio continue montrant une densité de flux de 1,3 mJy à une fréquence de 1,4 GHz.

Les caractéristiques de W13-18 suggèrent qu'elle est assez stable, ne montrant aucun signe significatif de perturbation ou d'événements violents récents comme des fusions. Cette stabilité contraste avec de nombreuses autres galaxies hôtes de FRBs, qui affichent souvent des Asymétries ou des perturbations indiquant des interactions récentes avec des galaxies voisines.

#L'importance du contenu gazeux et stellaire

Comprendre le contenu en gaz au sein des galaxies est crucial parce que le gaz joue un rôle clé dans la formation des étoiles. La présence d'hydrogène neutre (HI) peut fournir des informations précieuses sur comment les étoiles et peut-être les progeniteurs de FRB pourraient se former. Pour étudier la distribution du gaz dans W13-18, les chercheurs ont utilisé la ligne HI à 21 cm, qui peut montrer comment le gaz est réparti dans la galaxie.

Bien que W13-18 ait été trouvée avec du gaz HI, sa distribution et ses caractéristiques diffèrent de celles d'autres galaxies associées aux FRBs. Des recherches antérieures ont indiqué que d'autres hôtes de FRB présentaient généralement des cartes d'intensité perturbées ou de fortes asymétries dans leurs spectres de gaz. Ces caractéristiques laissent souvent présager des fusions récentes ou des interactions avec d'autres galaxies, menant à des éclats de formation d'étoiles, qui pourraient donner naissance à des progeniteurs de FRB.

En revanche, W13-18 n’a pas montré de signes d'interaction aussi clairs. Le spectre global du gaz montrait un certain degré d'asymétrie, mais pas au point d'être similaire à ce qui a été observé chez d'autres hôtes de FRB. Cela suggère que les conditions dans W13-18 sont moins chaotiques comparées à ses homologues.

#Enquête sur les Taux de formation d'étoiles

Les taux de formation d'étoiles (SFR) fournissent des informations essentielles sur l'activité d'une galaxie et peuvent indiquer la présence de potentiels progeniteurs de FRB. L'étude a examiné la formation d'étoiles dans W13-18 en mesurant son flux radio continu et en utilisant diverses techniques photométriques. Il a été trouvé que W13-18 a un taux de formation d'étoiles d'environ 2,91 masses solaires par an, ce qui est cohérent avec les SFR mesurés à partir de différentes techniques d'observation.

Les résultats indiquent que le SFR de W13-18 et sa richesse en gaz suggèrent qu'elle est capable d'héberger un grand nombre d'étoiles, y compris des étoiles massives qui pourraient potentiellement évoluer en progeniteurs de FRB. Cependant, l'absence de signes clairs de fusions récentes ou de perturbations soulève des questions sur les mécanismes qui conduisent à l'occurrence de FRB dans cette galaxie.

#Le rôle de l'asymétrie dans les galaxies hôtes de FRB

L'asymétrie dans la distribution du gaz ou les cartes d'intensité des galaxies peut souvent indiquer des interactions passées avec d'autres galaxies. De telles interactions peuvent augmenter la formation d'étoiles et créer des conditions favorables à la génération de FRBs. Beaucoup d'hôtes de FRB connus présentent de telles caractéristiques, montrant de fortes asymétries dans leur distribution de gaz et des preuves d'interactions récentes entre galaxies.

En comparant W13-18 à d'autres hôtes de FRB, elle semblait être moins asymétrique et plus stable. Malgré quelques indices de caractéristiques mineures qui pourraient suggérer des interactions, celles-ci n'étaient pas définitives. Les chercheurs étaient prudents en interprétant les données, reconnaissant que le manque de preuves claires d'interactions ne signifie pas que des processus cachés ne contribuent pas à l'activité de FRB.

#Implications pour les progeniteurs de FRB

L'environnement d'une galaxie joue un rôle significatif dans la détermination du potentiel d'activité de FRB. Bien que W13-18 soit une galaxie riche en gaz avec des capacités de formation d'étoiles adéquates, son état apparemment stable suggère un chemin différent pour les progeniteurs de FRB par rapport à des galaxies plus perturbées.

Ce contraste est intrigant, car il remet en question l'idée que tous les progeniteurs de FRB doivent provenir d'environnements chaotiques souvent associés à des fusions de galaxies. Cela ouvre la possibilité que des étoiles massives capables de produire des FRBs pourraient se former dans des milieux plus stables, comme les bras spiraux de galaxies où la formation d'étoiles est encore présente mais pas déclenchée par des interactions.

Les résultats indiquent que des enquêtes supplémentaires sur les caractéristiques des hôtes de FRB sont cruciales pour construire une compréhension plus complète de ces événements. Observer davantage de galaxies hébergeant des FRBs pourrait aider à clarifier les conditions variées dans lesquelles ces éclats se produisent.

#Conclusion

La détection du FRB 20211127 I et de sa galaxie hôte W13-18 ajoute à la connaissance croissante des phénomènes de FRB. Bien que W13-18 montre un potentiel pour héberger des étoiles massives et produire des progeniteurs de FRB, son état relativement stable soulève d'importantes questions sur les facteurs qui alimentent l'activité de FRB.

Les études futures qui visent à augmenter le nombre de galaxies hôtes de FRB connues seront essentielles pour aborder ces questions. En s'appuyant sur un échantillon plus large, les chercheurs pourront mieux comprendre les conditions qui conduisent aux occurrences de FRB, leur permettant de faire la distinction entre l'influence des interactions entre galaxies et le potentiel pour les FRBs d'émerger dans des environnements plus calmes.

En attendant, une surveillance continue et une analyse des galaxies hôtes de FRB seront nécessaires pour démêler les complexités de ces événements cosmiques énigmatiques, enrichissant encore notre compréhension de l'univers.