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Certains rayons cosmiques ne viennent pas de la Voie Lactée !

Crédits : iStock

Les rayons cosmiques les plus énergétiques proviennent d’au-delà de notre galaxie. C’est en tout cas la conclusion d’une vaste étude menée depuis l’Argentine qui met un terme à plus de cinquante ans de mystère. 

L’origine des particules les plus énergétiques restait débattue depuis leur découverte il y a un demi-siècle. Le débat est désormais clos. Une équipe de chercheurs de l’observatoire Pierre Auger, en Argentine, qui collecte depuis 2004 des informations sur ces particules bombardant la Terre, révélait il y a quelques heures la nouvelle : les rayons cosmiques hautement énergétiques ne viennent pas d’ici, mais d’ailleurs. Comprenez de l’extérieur de la Voie Lactée.

Les rayons cosmiques sont des noyaux atomiques d’hydrogène et d’hélium qui traversent notre Univers à une vitesse proche de celle de la lumière. De tels rayons sont très rares : seuls quelques événements par kilomètre carré et par siècle, et quelques dizaines d’observations dans le monde depuis 1962. Pourtant, leur simple existence est un défi pour les astrophysiciens. 30 000 de ces particules cosmiques ont néanmoins été détectées entre 2004 et 2016 par les équipes de l’observatoire Pierre Auger, en Argentine et cette vaste campagne a porté ses fruits. « L’étude des directions d’arrivée de ces particules montre qu’à ces énergies, le flux de rayons cosmiques en provenance d’une zone du ciel pointant à 120 degrés du centre galactique est environ 6 % plus élevé que si le flux était parfaitement uniforme. Cette direction ne peut pas être associée à des sources potentielles dans le plan de la galaxie ou en son centre », peut-on lire sur le site du CNRS qui finance en partie ces études. « C’est la première preuve convaincante d’une origine extragalactique pour ces rayons cosmiques ».

Notons par ailleurs que l’étude ne permet pas encore de localiser précisément les sources. En effet, la région la plus brillante en rayons cosmiques s’étend sur une vaste portion du ciel (sur 326 millions d’années-lumière) dans une région d’espace extragalactique contenant plusieurs sources potentielles telles que les noyaux galactiques actifs et les galaxies stardust. Cela fait donc beaucoup de poussière. Les étudier donne en revanche aux scientifiques un moyen d’étudier la matière de l’extérieur de notre Système solaire, et maintenant, de celle en provenance de l’extérieur de la Voie Lactée. Les rayons cosmiques nous aident à comprendre la composition des galaxies et les processus en cours pour accélérer les noyaux à des vitesses approchant celle de la lumière.

Pour dire simplement les choses, comprendre les rayons cosmiques et leur origine peut nous aider à répondre à des questions fondamentales sur les origines de l’univers, notre galaxie et nous-mêmes. À noter que 400 scientifiques de 18 pays participent à la collaboration Pierre Auger.

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