Le mystère centenaire des rayons cosmiques enfin percé ? Des chercheurs nous rapprochent de leurs origines lointaines
Auteur: Mathieu Gagnon
Le truc, c’est que depuis leur découverte en 1912, personne ne savait d’où elles venaient exactement. Un mystère cosmique qui dure, ça fait rêver, mais ça frustre les scientifiques !
La bonne nouvelle, c’est que l’équipe de l’Université d’État du Michigan (MSU), menée par l’assistante professeure Shuo Zhang, vient de faire des pas de géant. Leurs travaux, présentés lors de la 246e réunion de l’American Astronomical Society, nous aident vraiment à comprendre où ces particules puissantes prennent naissance et comment elles accumulent tant d’énergie.
Les PeVatrons, ces accélérateurs ultimes de l'Univers
Ces sources sont tellement puissantes qu’elles font rougir nos propres laboratoires, même les plus sophistiqués. On parle des PeVatrons, ces accélérateurs cosmiques naturels capables de propulser des électrons et des protons à des niveaux d’énergie que nos machines humaines ne peuvent pas encore atteindre. L’équipe de Zhang se concentre sur l’identification de ces PeVatrons : où ils existent, de quoi ils sont faits, et surtout, comment ils fonctionnent.
Trous noirs et pouponnières d'étoiles : les environnements extrêmes
En comprenant les mécanismes qui accélèrent les rayons cosmiques, on ne répond pas seulement à une question de physique. On ouvre la porte à des sujets bien plus vastes, comme l’évolution globale des galaxies et, tenez-vous bien, peut-être même une partie du mystère de la matière noire. C’est dire si l’enjeu est fondamental.
La nébuleuse à vent de pulsar, un PeVatron identifié
En utilisant les données des rayons X du télescope spatial XMM-Newton, DiKerby a fait une découverte majeure : une nébuleuse à vent de pulsar. C’est en gros une bulle en expansion remplie d’électrons qui est alimentée par l’énergie injectée par un pulsar (une étoile à neutrons qui tourne très vite). C’est essentiel, parce que c’est l’un des rares cas où l’on arrive à identifier clairement la nature même d’un PeVatron. On sait enfin ce qui se cache derrière cet accélérateur !
La relève étudiante et l'établissement des « limites supérieures »
Ils ont utilisé le télescope Swift X-ray de la NASA pour étudier les émissions de rayons X de sources cosmiques LHAASO qui étaient encore peu explorées. Leur travail, qui a permis de calculer les ‘limites supérieures’ de ces émissions, est hyper important, je suppose.
La professeure Zhang l’a dit elle-même : ce travail sert d’« éclaireur » (ou pathfinder, si vous préférez) pour toutes les études à venir. Créer un catalogue clair des sources de rayons cosmiques, avec une classification rigoureuse, c’est le legs qu’ils veulent laisser aux futures générations, pour des études plus approfondies sur les mécanismes d’accélération des particules.
Vers une collaboration inédite entre astronomes et physiciens
Je crois sincèrement qu’ils veulent percer le secret final : pourquoi certaines sources de rayons cosmiques crachent aussi des neutrinos, et d’autres non ? C’est une question fondamentale pour comprendre où et comment les neutrinos sont produits.
Comme l’a souligné Zhang, ce travail exigera une collaboration étroite entre les physiciens des particules et les astronomes. C’est un projet ambitieux, mais je crois que c’est seulement en unissant toutes ces forces, comme le propose le groupe de physique des hautes énergies de la MSU, qu’on pourra vraiment cartographier l’Univers. La résolution de ce mystère centenaire est à portée de main, c’est fascinant.
Selon la source : scitechdaily.com