Ce qui s’est passé
Un « laser » venu de très loin vient de refaire parler de lui. Mais avant d’imaginer une civilisation extraterrestre pointant un rayon vers la Terre, il faut préciser ce que les astronomes ont réellement détecté.
IDÉE REÇUE // VÉRIFICATION SCIENTIFIQUE
Charlotte rectifie
Dire « laser » peut faire penser à un rayon visible fabriqué par une machine. Ici, il s’agit d’un maser naturel : des molécules d’hydroxyle amplifient des ondes radio. Aucun message ni technologie extraterrestre n’a été détecté.
Une équipe menée par Thato Manamela, de l’Université de Pretoria, a observé avec le radiotélescope sud-africain MeerKAT une émission radio extrêmement intense provenant du système HATLAS J142935.3-002836. Sa lumière a été émise alors que l’Univers avait moins de la moitié de son âge actuel. Son décalage vers le rouge, ou redshift, atteint z = 1,027.
Le signal n’a donc rien d’un message codé. Il s’agit d’un maser d’hydroxyle, un phénomène naturel produit par des molécules OH, composées d’un atome d’oxygène et d’un atome d’hydrogène.
Un maser fonctionne sur un principe proche de celui d’un laser : certaines molécules amplifient un rayonnement par émission stimulée. La grande différence, ici, est que l’émission se trouve dans le domaine des ondes radio, autour de 18 centimètres de longueur d’onde dans le référentiel de la source, et non dans la lumière visible.
Et ce maser est tellement puissant que les chercheurs le placent dans la catégorie des gigamasers.
Pourquoi c’est important
HATLAS J142935.3-002836 est un système de galaxies en pleine fusion. Or les mégamasers d’hydroxyle sont particulièrement intéressants parce qu’ils apparaissent souvent dans des galaxies riches en gaz où de violentes interactions déclenchent une forte formation d’étoiles. Ils peuvent donc servir de balises pour étudier les collisions de galaxies à travers l’histoire de l’Univers.
Le record n’est pas seulement une question de distance. Jusqu’ici, ce type de phénomène était surtout étudié beaucoup plus près de nous. À z = 1,027, MeerKAT ouvre l’accès à une époque cosmique beaucoup plus ancienne. L’équipe décrit cette source comme le mégamaser d’hydroxyle le plus lointain actuellement connu.
Mais MeerKAT a reçu un coup de main plutôt spectaculaire de l’Univers.
Entre cette galaxie lointaine et la Terre se trouve une autre galaxie, située au premier plan. Sa masse déforme l’espace-temps et courbe la trajectoire du rayonnement provenant de l’arrière-plan. C’est une lentille gravitationnelle.
Imagine une loupe cosmique : le signal qui nous parvient paraît beaucoup plus intense qu’il ne le serait sans cette galaxie intermédiaire.
ANALYSE SYSTÈME // RISQUE CRITIQUE
1G1 commente
Une galaxie produit le maser. Une deuxième galaxie sert de loupe. MeerKAT récupère le signal. Trois acteurs, huit milliards d’années de trajet et toujours aucun extraterrestre. Mon enthousiasme reste parfaitement excessif.
Grâce à cette amplification et à la sensibilité de MeerKAT, les astronomes ont obtenu un signal très net après environ 4,7 heures d’observation de la source, avec un rapport signal sur bruit supérieur à 150.
SYSTÈMES // MODE HACKER
Léo repère le glitch
Un radiotélescope ne reçoit pas un « bip » tout prêt. Il enregistre énormément de données radio, puis les astronomes cherchent dedans des signatures précises. Ici, le signal ressort très nettement du bruit : ce n’est pas juste un pixel bizarre qui a décidé de faire son intéressant.
Ce que l’on sait réellement
Le « laser spatial » est donc un phénomène astrophysique naturel. Rien dans les observations ne suggère un signal artificiel ou une tentative de communication extraterrestre.
Les données montrent plusieurs composantes dans l’émission de l’hydroxyle, détectées autour de 822 à 823 MHz après que l’expansion de l’Univers a étiré les ondes pendant leur voyage. Le système contient également du gaz atomique détecté par absorption de l’hydrogène neutre.
Sa luminosité apparente est gigantesque : l’équipe mesure environ 10^5,51 fois la luminosité du Soleil pour l’émission OH avant correction de l’effet de lentille, soit un peu plus de 300 000 luminosités solaires. Mais ce nombre ne correspond pas directement à la puissance réellement produite par le maser.
Pourquoi ? Parce que la lentille gravitationnelle amplifie le signal.
En supposant une amplification d’environ dix fois, les chercheurs obtiennent une luminosité intrinsèque proche de 10^4,5 luminosités solaires. Cette correction reste cependant dépendante du modèle de lentille et de la structure exacte de la région émettrice, que MeerKAT ne parvient pas encore à résoudre spatialement.
Autre piste intéressante : certaines caractéristiques du spectre pourraient indiquer du gaz moléculaire expulsé de la galaxie. Mais les chercheurs restent prudents. Le signal pourrait aussi provenir de différentes régions liées aux deux galaxies en fusion. Les observations actuelles ne permettent pas encore de départager ces scénarios.
Et maintenant ?
Pour comprendre exactement d’où proviennent les différentes composantes du maser, il faudra obtenir des observations avec une résolution angulaire beaucoup plus fine. Autrement dit : distinguer des zones beaucoup plus petites dans cette galaxie extrêmement lointaine.
MeerKAT montre déjà qu’il est possible de détecter ces balises naturelles à des distances qui paraissaient auparavant très difficiles à atteindre. Le futur réseau SKA-Mid devrait aller encore plus loin grâce à sa sensibilité et à ses antennes séparées par de plus grandes distances.
L’objectif n’est donc pas seulement de collectionner les records. En découvrant beaucoup plus de mégamasers lointains, les astronomes pourraient suivre la fréquence des fusions de galaxies à différentes époques et mieux comprendre comment les grandes galaxies de l’Univers se sont assemblées. L’équipe de l’Université de Pretoria travaille déjà sur des recherches systématiques de nouvelles sources.
