Des traces de champs magnétiques dans la lumière d'une explosion lointaine express
Les ondes radio d'un sursaut gamma — la mort d'une étoile massive qui éclipse brièvement une galaxie — nous parviennent polarisées, oscillant dans un plan unique, telle l'aiguille d'une boussole figée dans un champ magnétique. Pour la première fois, les astronomes ont lu les indications de cette aiguille cosmique.
Grâce à la spectroscopie, ils ont observé que la polarisation augmentait avec la fréquence : 0,7 % à 11 GHz, 3,2 % à 25 GHz. Mais même à son maximum, elle est loin d'être parfaite — le champ magnétique dans le jet éjecté n'est pas uniforme, mais composé de nombreux domaines chaotiques, comme des milliers de boussoles microscopiques orientées en désordre.
Détail stupéfiant : sur le chemin vers la Terre, la polarisation a tourné de –8300 rad/m² — des dizaines de milliers de fois plus que dans notre Galaxie. Cette rotation de Faraday trahit un épais voile d'hydrogène ionisé autour du lieu de l'explosion, semblable à une lentille magnétique. Désormais, en suivant la danse de cette aiguille, les scientifiques pourront plonger au cœur des catastrophes cosmiques.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2604.27480
We report the detection of linear polarization in the radio afterglow of GRB 260310A, representing the first centimeter-wavelength polarization detection of a gamma-ray burst (GRB) afterglow and the first measurement of Faraday rotation in a GRB environment. We detect linearly polarized emission across $$11-25$$ GHz, with a polarization fraction decreasing monotonically from $$(3.18 \pm 0.18)\%$$ at 25 GHz to $$(0.69 \pm 0.22)\%$$ at 11 GHz. Interpreting the radio data as emission from a reverse shock in a structured, relativistic jet, the observed depolarization toward lower frequencies is consistent with suppression by synchrotron self-absorption, while the low observed polarization at high frequencies relative to the theoretical maximum suggests a patchy magnetic field in the jet with a coherence scale, $$\theta_{\rm B}\approx10^{-2}$$ rad. We identify a frequency-dependent rotation of the polarization angle consistent with Faraday rotation, with a rotation measure of $${\rm RM} = -(8300 \pm 90)~\rm{rad/m^2}$$ at the GRB redshift. The magnitude of the rotation measure is consistent with propagation through a dense, magnetized environment, such as a progenitor HII region. These findings demonstrate that GRB afterglows exhibit measurable linear polarization at centimeter wavelengths, and that their polarimetric properties probe both intrinsic jet magnetization and the surrounding medium. Future multi-frequency polarimetric monitoring over timescales of days to weeks will enable detailed studies of the evolution of magnetic field structure and provide new constraints on the role of magnetic fields in GRB afterglows.
Chaque « pièce » du champ magnétique en lambeaux dans le jet est si petite que, vue de la Terre, elle apparaît comme un grain de la taille de la Lune.