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  • Des rayons cosmiques provenant du centre de la Voie Lactée atteignent des énergies de plus de 1 PeV

    Posté le 16 mars 2016

    Rayons_cosmiquesL’analyse détaillée des données recueillies par l’observatoire H.E.S.S (Namibie), auquel contribuent le CNRS et le CEA, a permis de localiser une source de rayonnement cosmique à des énergies jamais encore observées dans notre Galaxie : il s’agirait de Sagittarius A*, le trou noir supermassif localisé au centre de notre Galaxie.

    Des rayons cosmiques ayant des énergies d’environ 100 téraélectronvolts (A titre de comparaison, l’énergie nominale du LHC est de 14 TeV) sont produites dans notre galaxie par des objets comme les vestiges de supernova et les nébuleuses à vent de pulsar. Divers arguments théoriques, couplés aux observations directes des rayons cosmiques atteignant la Terre, indiquent que les sources galactiques de rayons cosmiques devraient être capables de produire des particules jusqu’à des énergies d’au moins un pétaélectronvolt (PeV), énergies 100 fois plus élevées que celles jamais atteintes par l’Homme.

    H.E.S.S détecte indirectement le rayonnement cosmique depuis plus de dix ans et a dressé une cartographie, en rayons gamma de très haute énergie, des régions centrales de notre Galaxie. L’identification de cette source hors du commun est publiée ce 16 mars 2016 dans Nature. Les chercheurs pensent qu’elle émet sans interruption depuis au moins mille ans. Elle constituerait ainsi le premier « Pévatron » (accélérateur de particules atteignant plusieurs PeV) jamais observé.

    Lors de ses trois premières années d’observation, H.E.S.S a permis de découvrir une source ponctuelle et très puissante de rayons gamma au centre galactique, ainsi qu’une émission diffuse provenant des nuages moléculaires géants qui l’entourent dans une région d’environ 500 années-lumière de large. Ces nuages moléculaires, lorsqu’ils sont bombardés par des protons de très haute énergie, émettent des rayons gamma produits lors de l’interaction des protons avec la matière des nuages.

    Le centre de notre Galaxie abrite de nombreux objets susceptibles de produire des rayons cosmiques de très haute énergie, dont en particulier un reste de supernova, une nébuleuse à vent de pulsars mais aussi un amas compact d’étoiles massives. Cependant, le trou noir supermassif localisé au centre de la Galaxie, Sagittarius A*, est de loin le candidat le plus vraisemblable.

    Plusieurs régions d’accélération sont envisageables : soit le voisinage immédiat du trou noir soit une région plus éloignée, où une fraction de la matière tombant sur le trou noir est réinjectée dans l’environnement et peut initier de l’accélération de particules.

    L’activité actuelle de la source ne permet pas d’expliquer à elle seule l’intensité du rayonnement cosmique observé sur Terre. Mais si le trou noir central avait été encore plus actif dans le passé, il a pu produire à lui seul la quasi-totalité du rayonnement cosmique galactique observé à ces énergies. Un argument décisif au débat centenaire sur l’origine des rayons cosmiques galactiques.

    Source : CNRS

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