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On progresse dans la solution de l'énigme des neutrinos cosmiques de haute énergie !
Les astronomes ont des raisons de penser que l'origine des particules chargées à hautes énergies des rayons cosmiques est la même que celle des neutrinos cosmiques à des énergies similaires. De nouvelles analyses d'observations de ces neutrinos corroborent fortement l'idée que ces particules sont bien produites aux abords des trous noirs supermassifs derrière les quasars et les blazars.... Lire la suite
L'astronomie des neutrinos a fait de grands progrès ces dernières décennies et, après la détection des neutrinos solaires et des supernovae, elle se connecte de plus en plus aujourd'hui à l'astrophysique des trous noirs. On commence à observer les neutrinos émis par les étoiles détruites par les forces de marée des trous noirs supermassifs.... Lire la suite
Le petit nombre de sources identifiées à ce jour ne permet pas d'expliquer la quantité totale de neutrinos de haute énergie provenant de l'Univers, ces particules de matière fantomatiques qui peuvent traverser sans effort des milliers de Terres à basse énergie. Les astrophysiciens soupçonnent donc que d'autres populations de sources importantes restent cachées. De nouvelles observations vont dans ce sens.
Quand Wolfgang Pauli et Enrico Fermi ont postulé l'existence du neutrino et l'ont utilisé pour faire une théorie de la radioactivité bêta dans les années 1930, ils ne pouvaient pas savoir non seulement qu'il existait plusieurs types de neutrinos se convertissant les uns dans les autres au cours du temps, mais aussi que ces particules fantomatiques seraient utilisées pour faire de l'astronomie multi-messagers, par exemple en combinaison avec la détection d'ondes gravitationnelles, et pour tenter de percer les secrets des noyaux actifs de galaxies, notamment des quasars.
Toutefois, on étudiait déjà à l'époque les rayons cosmiques et on s'interrogeait sur leurs origines. C’est en 1926 et au prix Nobel de physique Robert Millikan que l’on doit ce nom, comme le prouve un article de 1928 où il l'utilise. Pour lui, ces rayons cosmiques ne proviennent pas des étoiles, mais sont des ondes électromagnétiques ionisantes et elles représentent les « cris de naissance des atomes » dans la Galaxie. La découverte des positrons, des muons et des pions chargés allait rapidement montrer que Millikan se trompait sur le premier point. Toutefois, une partie des rayons cosmiques à des énergies pas trop élevées est vraiment en rapport avec les explosions de supernovae, et donc la synthèse de certains éléments chimiques.
Olivier Drapier, chercheur au laboratoire Leprince-Ringuet de l’École polytechnique, CNRS, nous parle des neutrinos, ces particules de matière que l'on peut utiliser pour étudier les étoiles et l'Univers. © École polytechnique
Après la Seconde Guerre mondiale, on fera cependant la découverte de rayons cosmiques à des énergies de plus en plus hautes, par exemple des photons gamma, des énergies trop importantes pour être le produit de simple explosion d'étoiles. La question de l'origine des rayons cosmiques à ultra-hautes énergies s'est alors posée.
Depuis plusieurs décennies, on pense que les super-accélérateurs de particules capables de les produire sont étroitement associés aux phénomènes aux abords des trous noirs supermassifs au cœur de la très grande majorité des grandes galaxies. Mais il reste bien des questions à ce sujet.
Or, justement aujourd'hui, de nouveaux résultats obtenus avec l'astronomie multi-messagers aux distances cosmologiques pointent vers une origine différente pour certains des neutrinos cosmiques de haute énergie, comme l'explique un article sur arXiv.
Les astronomes ont des raisons de penser que l'origine des particules chargées à hautes énergies des rayons cosmiques est la même que celle des neutrinos cosmiques à des énergies similaires. De nouvelles analyses d'observations de ces neutrinos corroborent fortement l'idée que ces particules sont bien produites aux abords des trous noirs supermassifs derrière les quasars et les blazars.... Lire la suit