Les sursauts radio rapides sont des flashs lumineux de l’ordre de la milliseconde d’ondes radio provenant principalement de l’extérieur de notre galaxie. Même si leur fréquence est élevée, environ 5000 par jour sur tout le ciel, leur première détection ne date que de 2007. On en compte maintenant environ un millier, principalement depuis l’avènement de CHIME, un radiotélescope canadien. Ces signaux présentent un large éventail de propriétés encore jamais observées et difficiles à interpréter. Bien que plusieurs origines distinctes soient envisageables, il existe des indices qu’une partie de ces sursauts sont associés à des magnétars, étoiles à neutrons au champ magnétique particulièrement intense.
Lorsque la croûte d’un magnétar tremble, une énergie considérable est transférée à la magnétosphère sous forme d’ondes magnétiques. Les chocs monstres appartiennent à une classe de chocs formés par le raidissement d’ondes se propageant perpendiculairement aux lignes de champ magnétique ; on parle alors d’ondes magnétosoniques rapides. Ils sont qualifiés de « monstres » en raison de leur immense puissance, un terme inventé par un professeur de l’Université de Columbia qui a étudié pour la première fois leur dynamique à grande échelle en 2023. Si, à l’échelle macroscopique, on comprend le raidissement de l’onde et sa dissipation en un choc, la description et la signature radiative de ce phénomène dissipatif fortement non-linéaire aux échelles microscopiques restait encore inconnue.
Le scénario proposé a été identifié grâce à des simulations numériques cinétiques de plasmas composés de paires d’électrons-positrons qui, pour la première fois, révèlent la structure multi-échelle détaillée de ces chocs monstres. En résolvant sa dynamique aux petites échelles, les chercheurs ont démontré la production auto-cohérente d’un signal dont l’énergie représente 0,1% de l’énergie totale dissipée par le choc. Ce mécanisme prometteur pour l’interprétation des sursauts radio rapides présente une forme spectrale caractéristique dans le domaine radio pour des conditions physiques anticipées au sein de magnétars. Les deux chercheurs ont également corroboré cette étude numérique par un modèle théorique de la dynamique de ces chocs. De manière générale, l’étude offre des perspectives intéressantes à la dissipation et la signature de pulses magnétiques en environnements fortement magnétisés.
