Les chercheurs trouvent le plus grand accélérateur de particules de la galaxie

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Les scientifiques étudient depuis longtemps les rayons cosmiques, des particules (qui pourraient être des électrons, des protons ou des ions d’éléments lourds) qui voyagent à travers l’univers à presque la vitesse de la lumière. Ils sont créés par divers processus impliquant de grandes quantités d’énergie, comme l’explosion d’une supernova, la fusion de deux étoiles ou un trou noir avalant de grandes quantités de gaz.

Le niveau d’énergie des rayons cosmiques est mesuré dans une unité appelée électron-volt (eV). Il y a des rayons cosmiques d’intensité variable, mais les scientifiques ont remarqué quelque chose d’étrange: une « cassure » dans la courbe de l’ordre de 10 ^ 15 eV, d’où il y a beaucoup moins de rayons cosmiques que prévu.

Pour avoir une idée du niveau d’énergie impliqué, l’accélérateur de particules le plus puissant jamais construit, le Grand collisionneur de hadrons (LHC), peut atteindre 13 X 10 ^ 12 eV, soit 13 Téra électron-volts (TeV). Mais ces rayons cosmiques à haute énergie sont plus de 1000 fois plus intenses, avec des niveaux d’énergie dans la maison des électrons-volts Peta (PeV).

Par conséquent, ils croient que les rayons avec moins d’intensité sont produits par des processus au sein de notre galaxie, mais ceux au-dessus de cette limite viennent de l’extérieur. Ce que nous ne savions pas jusqu’à présent, c’est où.

Et malgré le nom, les «rayons» cosmiques ne voyagent pas en ligne droite comme un rayon de lumière. Comme ce sont des particules chargées électriquement, elles sont influencées et déviées par les champs magnétiques de notre galaxie. Par conséquent, trouver la réponse n’est pas une simple question de remonter à une source.

Les chercheurs trouvent le plus grand accelerateur de particules de

Première image réelle d’un trou noir, sortie en avril 2019

Pour trouver un « suspect », les scientifiques de l’Expérience Tchérenkov sur l’eau à haute altitude (HAWC), au sommet du volcan Sierra Negra au Mexique, ont recherché des « copains »: ils savent que lorsque les rayons cosmiques frappent un nuage de gaz interstellaire, ils produisent rayons gamma. Et ceux-ci voyagent en ligne droite, ce qui nous permet de déterminer leur origine.

Ils ont donc décidé de rechercher des sources de rayons gamma et de scanner la région environnante à la recherche d’une source possible de rayons cosmiques. Et bientôt ils ont trouvé HAWC J1825-134, une source de rayons gamma avec une énergie dépassant 200 TeV, qui est proche du centre de notre galaxie. Pour nous, cela ressemble à un « flou brillant », éclairé par ce qui est peut-être la source de rayons cosmiques la plus puissante de la galaxie.

Bien que les scientifiques aient une liste de sources possibles de rayons cosmiques de haute énergie dans la région, aucun d’entre eux n’explique le signal trouvé. Le centre de la galaxie était une possibilité, mais il est trop loin de HAWC J1825-134. Il reste quelques supernovae, mais elles ont explosé trop longtemps pour générer des rayons cosmiques maintenant.

Les pulsars, le noyau d’une étoile qui a explosé et tourne maintenant à grande vitesse produisant ce qui nous semble être des «impulsions» d’énergie, sont également des sources de rayons cosmiques, mais ils sont trop éloignés de la source des rayons gamma.

Étonnamment, l’origine semble être un nuage moléculaire, un gigantesque amas de gaz et de poussière qui se contracte occasionnellement et donne naissance à une étoile. À l’intérieur du nuage, les scientifiques ont trouvé un amas d’étoiles nouveau-nées. Mais aucun d’entre eux ne devrait avoir assez d’énergie pour générer des rayons cosmiques comme ceux-ci.

Les scientifiques admettent qu’ils ne savent pas comment le nuage émet des rayons. Mais d’une manière ou d’une autre, sans que personne ne s’en aperçoive, il a engendré certaines des particules les plus puissantes de la galaxie.

La source: Space.com