fr fr fr fr fr fr en fr fr fr it en fr fr fr fr en fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr en en en en fr fr fr fr fr fr fr uk fr fr pl fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr en de fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr de fr it fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr en fr it fr fr fr fr fr ro fr fr fr fr es fr it fr fr fr fr fr it fr fr fr fr es fr it fr fr fr fr fr ro fr fr fr fr en fr it fr fr fr fr it fr fr fr fr es fr it fr fr fr fr fr it fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr en fr it fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr it fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr en fr it fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr de fr it fr fr fr fr fr it fr fr fr fr en fr it fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr en en en fr en fr fr pt fr en fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr fr
Blog et Podcast - Astronomie, Astrophysique, Astroparticules, Cosmologie. L'infini se contemple, indéfiniment. ISSN 2272-5768
Sgr A* à l'origine de l'accélération des rayons cosmiques galactiques ?
Les rayons cosmiques "galactiques", provenant de notre galaxie, peuvent atteindre des énergies de l'ordre de quelques Peta-electronvolts (1015 eV). Ces particules ne sont pas nées avec cette énergie colossale, elles ont subi un mécanisme d'accélération. Un ou des grands accélérateurs existent donc quelque part dans notre Galaxie... mais leur nature est encore controversée.
Un des télescopes Cherenkov de HESS
Les chercheurs de la collaboration HESS (High Energy Stereoscopic System) qui recherchent des rayons cosmiques ultra-énergétiques en observant les traces qu'ils laissent dans l'atmosphère terrestre, viennent de publier une étude dans la revue Nature, dans laquelle ils montrent la présence de protons ultra-énergétiques en provenance directe du noyau de notre Galaxie, avec une énergie de l'ordre du PeV. Ils en déduisent, après avoir éliminé toutes les autres sources possibles, que ces particules seraient produites par le trou noir supermassif Sgr A* qui se trouve au centre de la Galaxie.
Les astrophysiciens des particules de HESS se sont intéressés à la partie centrale de la Voie Lactée, qu'on appelle la "zone moléculaire centrale", une région qui entoure le centre galactique sur quelques centaines d'années-lumière et qui contient de grandes quantités de gaz moléculaire (de l'hydrogène).
La cartographie des rayons gamma de très haute énergie (supérieure à 1013 eV) qu'ils ont produite pour cette région de la galaxie à partir de données accumulées durant 10 ans, indique l'existence d'une forte corrélation entre la luminosité et la position de complexes denses de gaz. Cette information mène  les chercheurs sur la piste d'une source hadronique pour ces rayons gamma : ils seraient produits par des interactions de protons de très haute énergie avec le gaz environnant.
L'autre possibilité aurait été le mécanisme de la diffusion Compton inverse, où des photons sont impactés par des électrons ultra-énergétiques qui leur transfèrent une grande partie de leur énergie, mais cette solution s'avère impossible car des électrons de ce type auraient perdu trop d'énergie au sein du gaz et n'auraient pas pu atteindre toute la zone moléculaire centrale où sont observés les rayons gamma. L'origine hadronique (des protons) semble donc la plus robuste.
La position et l'historique d'injection de particules du grand accélérateur qui est à l'origine de ces rayons cosmiques ultra-relativistes déterminent la distribution spatiale des protons, qui à leur tour, avec la distribution spatiale de la zone gazeuse, façonnent la morphologie de la zone moléculaire centrale telle qu'elle est vue en rayons gamma par HESS.
Les protons ultra-relativistes ne produisent pas seulement des photons gamma de haute énergie au cours de leurs interactions, ils produisent également des neutrinos et des électrons, via la production et la désintégration consécutive de mésons π0, π+ et π− . Les particules secondaires (photons gamma, électrons et neutrinos), emportent environ 10% de l'énergie initiale des protons. Les photons gamma de plusieurs TeV détectés par les télescopes Cherenkov de HESS fournissent à eux seuls, grâce aux propriétés morphologiques des sources et à leurs propriétés spectrales, une très bonne idée des sites d’accélération et permettent d'étudier la propagation des protons accélérés jusque 1 PeV.
Les astrophysiciens en concluent à la nécessaire présence d'un ou de plusieurs grands accélérateurs, qu'ils nomment "PeVatron" et qu'ils cherchent à identifier en éliminant les différentes solutions possibles. Parmi celles-ci on trouve des résidus de supernovas, notamment lorsque ces explosions d'étoiles sont entourées initialement d'une coquille de gaz. On trouve également des amas d'étoiles expulsant des vents de particules particulièrement intenses, ainsi que des structures appelées "filaments radio" qui sont des zones du centre galactique à forte émission radio, associée à l'existence de flux intenses de particules chargées énergétiques. Mais finalement, la seule solution qui résiste à l'analyse est, selon les chercheurs de HESS, une origine liée au trou noir supermassif Sgr A*.
Les protons pourraient être accélérés dans la zone d'accrétion, au plus près du trou noir. Les chercheurs relèvent que le taux d’accélération nécessaire pour produire les protons observés indirectement est environ 100 à 1000 fois plus élevé que ce qui est déduit aujourd'hui des observations de Sgr A*. L'énergie nécessaire représenterait environ 1% de l'énergie produite aujourd'hui par le phénomène d'accrétion de matière autour du trou noir.
Etant donné que le taux d'accrétion actuel de SgrA* est faible et qu'il a très probablement été plus important dans le passé, les chercheurs de la collaboration HESS spéculent qu'un taux d'accrétion plus élevé dans le passé a pu produire plus de protons ultra énergétiques. Ils font le calcul qu'avec un taux d'accélération 100 fois plus élevé que la valeur actuelle durant les 10 derniers millions d'années, on parvient a expliquer complètement la quantité de rayons cosmiques observés aujourd'hui aux environs de 1 PeV.
Si cette explication s'avère correcte, la longue controverse sur l'origine des rayons cosmiques galactiques pourrait enfin arriver à son terme.
Acceleration of petaelectronvolt protons in the Galactic Centre
Nature online (16 March 2016)
Envoyer par e-mailBlogThis!Partager sur TwitterPartager sur Facebook
Libellés : astroparticules, rayons cosmiques
Article plus récent Article plus ancien Accueil
Afficher la version mobile
Inscription à : Publier les commentaires ( Atom )
Le flux RSS du podcast
Rechercher dans ce site
Les cours du Collège de France - Galaxies et Cosmologie
A suivre sans modération !
Les phénomènes variables en astrophysique
L'époque de la réionisation de l'Univers
Amas de galaxies et grandes structures de l'Univers
Dynamique des Galaxies : spirales et barres, interactions et fusions
Energie Noire et modèles d'Univers
Trous Noirs Supermassifs, noyaux actifs et Quasars
Le problème de la Matière Noire - galaxies spirales
Ecoutez Ça Se Passe Là-Haut sur Podcloud
Naissance d’une planète dans le disque de HL Tauri
Première observation de l'étoile compagne d'une Su...
Découvrez le Ciel #1 : Autour du Lion
La glace des pôles de la Lune révèle son ancien ba...
Premiers résultats scientifiques de New Horizons s...
Les tous premiers instants d'une supernova observé...
L'apparition de la vie dépend de l'existence d'un ...
Sgr A* à l'origine de l'accélération des rayons co...
Devenez chercheurs de rayons cosmiques avec votre ...
A la recherche du méthane de Mars
L'Univers relativiste simulé pour la première fois
Et si LIGO avait détecté des vestiges de trous noi...
GN-z11, la galaxie la plus lointaine de l'Univers ...
Découverte de bouffées rapides d'ondes radio répét...
Vera à Woodstock [fiction]
M90 : Une galaxie spirale vidée de son gaz
Si j'aime, vous pouvez aimer...
CP 1919, mon tout dernier roman ! A télécharger.
Et si l'EHT avait été empêché d'imager Sgr A* en 2017 ?
Il ne faut pas aller sur Mars...
Un polar bourré de science...
Retrouvez gratuitement mon second roman en accès libre
Le Roman des Neutrinos Supraluminiques
Retrouvez gratuitement mon premier roman en texte intégral
Les favoris de la semaine
Détection de la trace potentielle d'une étoile de population III dans le quasar le plus lointain
Les toutes premières étoiles qui se sont formées dans l'univers sont ce qu'on appelle des étoiles de population III, elles sont appa...
Découverte d'une étoile à neutrons invisible
Généralement, les étoiles à neutrons sont découvertes par des observations aux longueurs d'onde radio, X ou gamma. Mais dans de très rar...
Mesure souterraine d'une réaction nucléaire clé pour la nucléosynthèse des étoiles
Il existe au coeur des étoiles une réaction nucléaire qui est essentielle pour comprendre l'origine et l'abondance des éléments plus...
Des très vieux amas globulaires lentillés observés avec le télescope Webb
La galaxie surnommée « Sparkler » est une galaxie située 4,5 milliards d’années après le Big Bang et qui montre une multitude de sources com...
Ceintures de Van Allen : un mystère vieux de 60 ans résolu
Les ceintures de Van Allen ont été découvertes en 1958. Elles sont constituées majoritairement de protons et d’électrons énergétiques ca...
La stabilité des cyclones polaires de Jupiter
Une étude des cyclones polaires de Jupiter a été menée durant cinq ans avec la sonde Juno et montre la très grande stabilité de ces structur...
Du phosphore (brique de base du vivant) en grande quantité dans l'océan d'Encelade
Une récente étude montre que l’océan d’Encelade doit contenir de grandes quantités de phosphore, le dernier élément crucial pour la vie qui ...
Un délai de 6,7 ans entre deux images du même quasar dans une lentille gravitationnelle
Les lentilles gravitationnelles peuvent produire de multiples images d’un même objet très éloigné. Les quasars lentillés de la sorte sont de...
L'origine des anneaux de Saturne : un satellite détruit il y a 160 millions d'années ?
Des chercheurs trouvent que les anneaux de Saturne seraient le produit de la destruction récente d’un satellite de la planète. Le cataclysme...
Observation d'une anisotropie dipolaire dans la distribution de matière à très grande échelle
Des physiciens viennent de montrer qu'il existerait une anisotropie dans le signal de sources astrophysiques très éloignées (quasars et ...