dimanche , 22 octobre 2017

Les rayons cosmiques à haute énergie proviennent de l’extérieur de la Voie lactée

Une recherche confirme que les rayons cosmiques à haute énergie, qui frappent régulièrement la Terre, ont une origine en dehors de la Voie lactée. Parmi les pistes sur leurs sources, on a les trous noirs supermassifs dans certaines galaxies.


Les rayons cosmiques à haute énergie proviennent de l’extérieur de la Voie lactée
Une illustration d'artiste des rayons cosmiques qui arrivent sur un détecteur - Crédit : Credit: A. Chantelauze, S. Staffi, L. Bret
Pour la première fois, les scientifiques ont confirmé que les rayons cosmiques à haute énergie qui bombardent la Terre proviennent de l’extérieur de la Voie lactée. Dans un papier qui est publié dans la revue Science, un groupe de plus de 400 scientifiques de 18 pays décrivent comment ils ont détecté une anisotropie qui est une asymétrie dans la distribution des particules cosmiques des directions d’arrivée lorsqu’elles s’approchent de la Terre.1

La direction d’arrivée proéminente provient d’une large zone du ciel à environ 90 degrés de la direction qui pointe vers le centre de notre galaxie de la Voie lactée. Certains scientifiques avaient émis l’hypothèse que cela pourrait indiquer la provenance des rayons cosmiques.

Il y a eu d’autres éléments de preuve, mais je dirais que ce papier confirme que la plupart des particules de rayons cosmiques d’énergie à haute énergie ne proviennent pas de la galaxie de la Voie lactée selon Gregory Snow, professeur de physique de l’Université de Nebraska-Lincoln.

Les nouveaux résultats sont basés sur 12 ans de collecte de données par l’Observatoire Pierre Auger qui se trouve dans les plaines de l’ouest de l’Argentine en 2001 afin d’étudier les rayons cosmiques et leur provenance. L’observatoire recueille des données provenant de 1 600 détecteurs de particules déployés dans une grille hexagonale de plus de 1 800 kilomètres carrés. Un ensemble de télescopes est également utilisé pour observer la faible fluorescence des particules chargées pendant la nuit.

L'un des 4 détecteurs de fluorescence de l'Observatoire Pierre Auger dans l'ouest de l'Argentine. Les détecteurs mesures la faible lumière en ultra-violet émise par les rayons cosmiques quand ils frappent l'atmosphère - Crédit: The Pierre Auger Observatory

L’un des 4 détecteurs de fluorescence de l’Observatoire Pierre Auger dans l’ouest de l’Argentine. Les détecteurs mesures la faible lumière en ultra-violet émise par les rayons cosmiques quand ils frappent l’atmosphère – Crédit: The Pierre Auger Observatory

Snow affirme que les rayons cosmiques sont des indices de la structure même de l’univers. En comprenant les origines de ces particules, nous espérons en savoir plus sur l’origine de l’Univers, du Big Bang et de la formation des galaxies et des trous noirs selon le chercheur.

On observe les rayons cosmiques d’énergie à haute énergie depuis plus de 50 ans, mais leurs sources restaient un mystère. Le meilleur espoir de trouver leur origine était d’étudier leurs directions de déplacement lorsqu’ils s’approchent de la Terre, mais c’est difficile.

Étant donné qu’ils sont chargés de particules, ils interagissent avec les champs magnétiques de la Voie lactée et au-delà. Les champs magnétiques intergalactiques dévient légèrement les particules de rayons cosmiques à partir de leurs directions d’origine. La tâche est encore plus difficile, car les particules d’énergie les plus élevées, celles avec des énergies atteignant le trillion d’électron volts (1018), atteignent la Terre à raison d’une seule particule par kilomètre carré chaque année.

Le soleil émet des particules de rayons cosmiques à faible énergie qui sont détectées sur Terre, mais ils ont une énergie bien plus faible que les particules détectées à l’Observatoire Auger selon Snow. Les particules que nous détectons sont si énergiques qu’elles doivent provenir de phénomènes astrophysiques extrêmement violents. Certaines galaxies possèdent un trou noir supermassif dans leurs centres et il existe des hypothèses selon lesquelles ces centres galactiques accélèrent des particules à très haute énergie qui finissent par atteindre la Terre.

Sources

1.
Observation of a large-scale anisotropy in the arrival directions of cosmic rays above 8 × 1018 eV. Science. http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aan4338. Accessed September 20, 2017.
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A propos de Jacqueline Charpentier

mm
Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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