L’une des énigmes les plus déroutantes de l’astrophysique moderne est la nature des sursauts radio rapides, découverts en 2007. Ce sont des éclairs de lumière apparemment rares et extrêmement brillants avec des longueurs d’onde radio. Ils ne durent que quelques millisecondes; ils proviennent de l’extérieur de notre galaxie, la Voie lactée; proviennent de régions avec des champs magnétiques extrêmement puissants; et traversent une quantité importante de gaz ou de poussière avant d’atteindre la Terre.

Tous ces faits peuvent donner l’impression que les scientifiques en savent beaucoup sur les sursauts radio rapides. En réalité, nous ne le faisons pas. Par exemple, bien que nous sachions qu’ils ne viennent pas de notre galaxie, nous ne savons pas d’où ils viennent exactement. Nous ne savons pas ce qui les cause. Et nous ne savons pas s’ils pourraient être utiles comme étalons cosmologiques pour mesurer les propriétés à grande échelle de notre univers.

Des dizaines de théories sur les sursauts radio rapides ont été proposées. Certains sont conformes à la physique standard. D’autres sont plus exotiques, y compris les chaînes cosmiques – structures hypothétiques et unidimensionnelles formées dans l’univers primitif – ou même plutôt bizarres: une théorie suggère que les extraterrestres sont responsables.

Maintenant, pour tenter de découvrir la vérité sur les sursauts radio rapides, nous avons créé un catalogue qui répertorie chaque théorie, avec ses avantages et ses inconvénients. Des scientifiques du monde entier peuvent peser, et de nouvelles données et découvertes seront ajoutées tout au long du processus.

Certaines de ces données proviendront de projets sur le continent africain, comme l’Hydrogen Intensity and Real-time Analysis eXperient (HIRAX), MeerKAT et le Square Kilometre Array (SKA), qui devraient découvrir et localiser des milliers de sursauts radio rapides.

Cette plateforme produira beaucoup de connaissances. Il fournira également des informations précieuses sur la sociologie scientifique alors que les chercheurs internationaux travaillent ensemble et, en fin de compte, nous l’espérons, identifieront le modèle le plus acceptable.

Une gamme de théories

Peut-être précisément parce qu’elles sont si insaisissables, les sursauts radio rapides ont reçu beaucoup d’attention de la part des astronomes, des astrophysiciens, des cosmologistes et des physiciens dans les années qui ont suivi leur découverte.

Ce sont les principales théories qui ont émergé jusqu’à présent.

• Les sursauts radio rapides impliquent des types d’étoiles à neutrons, tels que des pulsars (qui tournent rapidement) ou des magnétars (qui sont fortement magnétisés). Ce sont probablement les théories les plus plausibles, car les champs magnétiques intrinsèques et extrêmement importants des étoiles à neutrons peuvent naturellement répondre aux besoins énergétiques des sursauts radio rapides.

• La fusion de corps astronomiques (tels que les trous noirs, les étoiles à neutrons et les naines blanches) et leur effondrement ont été proposés comme origine possible des sursauts radio rapides.

Dans de tels processus, d’énormes quantités d’énergie sont libérées sur de courtes échelles de temps. Cela pourrait éventuellement créer un rayonnement semblable à des sursauts radio rapides.

• certains des modèles les plus exotiques ont une base plus théorique. Ils impliquent des objets hypothétiques tels que les étoiles quarks (les quarks sont les particules subatomiques qui constituent les neutrons et les protons), les étoiles axioniques (les axions sont des particules subatomiques extrêmement légères et hypothétiques) et la matière noire: la matière hypothétique non observée qui représenterait 27% de la teneur totale en matière de l’univers.

• Une autre théorie assez improbable est que les sursauts radio rapides sont des éclairs frappant les pulsars.

Et puis il y a la suggestion que les sursauts radio rapides sont des preuves d’extraterrestres. C’est certainement la plus inhabituelle des théories proposées, mais elle ne peut pas encore être exclue comme possibilité.

Bien que ce soit peu probable, les sursauts radio rapides peuvent être des signaux provenant d’une balise installée par une civilisation extraterrestre, ou peut-être de voiles légères qui exploitent des photons pour voyager à travers la galaxie.

Il existe une variation remarquable dans ces modèles, et il est difficile de réduire les options et de parvenir à un consensus. Sur les 50 théories ou modèles proposés à ce jour, seuls trois ont été éliminés. C’est ce qui nous a incités à mettre en place le catalogue et à inviter la communauté scientifique au sens large.

Plateforme de débat

Ce n’est pas une tâche facile de faire parler les scientifiques les uns des autres au sujet des sursauts radio rapides. En effet, les scientifiques en question ont des spécialisations différentes et viennent du monde entier.

Le catalogue en ligne offre une plate-forme adaptée et accessible pour la discussion, le débat et le partage des connaissances. Il existe également une histoire traçable, qui nous donne l’occasion d’étudier comment, en tant qu’humains, nous travaillons ensemble pour résoudre des problèmes scientifiques – et peut-être comment ce processus peut être optimisé à l’avenir.

Une partie de notre motivation, en tant que physiciens théoriciens, était de développer cet engagement et de plonger en nous-mêmes. Les problèmes sont riches et les eaux sont profondes.

Les données sur les sursauts radio rapides commencent à affluer maintenant, grâce à des acteurs tels que MeerKAT et HIRAX. Au fur et à mesure qu’il arrivera, qu’il sera examiné et que les articles seront publiés, nous pourrons commencer à écarter les théories et à approfondir les théories viables. D’ici cinq ans, ce mystère pourrait être résolu.