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FP7

SHALOM Résultat en bref

Project ID: 627715
Financé au titre de: FP7-PEOPLE
Pays: Israël

L'accélération des particules sur des chocs astrophysiques

Des astrophysiciens financés par l'UE ont amélioré la compréhension théorique actuelle de l'accélération des particules à des écoulements relativistes avec les observations récentes des sursauts gamma (GRB) et des restes de supernova.
L'accélération des particules sur des chocs astrophysiques
Les particules à haute énergie sont communes dans tout l'Univers. Leurs énergies vont du mégaélectronvolt (MeV) dans l'héliosphère au téraélectronvolt (TeV) dans les restes de supernova. À basses énergies, ils sont détectés par les satellites, tandis qu'à haute énergie, ils arrivent à la surface de la Terre comme des rayons cosmiques.

À ce jour, on pense que les rayons cosmiques proviennent d'écoulements puissants émanant des explosions de supernova et de GRB. Les particules sont accélérées à l'onde de choc pour être ensuite relâchées dans le milieu interstellaire. Cependant, les mécanismes par lesquels elles sont libérées et la façon dont elles se propagent restent irrésolus.

Ces questions ont été abordées au sein du projet SHALOM (Explosive phenomena in the Universe: Gamma-ray bursts and supernova remnants as high-energy particle acceleration sites), financé par l'UE. Les observations récentes du Large Area Telescope (LAT) de Fermi ont permis de mieux comprendre les propriétés des rayons cosmiques.

Les astrophysiciens ont créé une carte spectrale du rayonnement diffus des rayons gamma issus de la décomposition des pions neutres, des particules produites par les interactions des rayons cosmiques et les protons ambiants. Les observations disponibles ont ensuite été comparées avec les prévisions du modèle.

Un code de simulation de Monte Carlo a été développé pour reproduire la propagation des rayons cosmiques dans le disque galactique. L'équipe de SHALOM représentait également la répartition non homogène des sources de rayons cosmiques et le mouvement des bras galactiques où les restes de supernova sont plus probablement concentrés.

Il s'est révélé que la pente spectrale du rayonnement diffus des rayons gamma modifie considérablement en fonction des longitudes et latitudes galactiques tant dans les observations que dans les prévisions du modèle. Les astrophysiciens ont expliqué les grandes tendances comme étant le résultat de la dynamique des bras galactiques.

Ils ont en outre analysé les observations du LAT de Fermi de plus d'une centaine de GRB. Le but était de confirmer si les rayonnements à haute énergie observés avaient pour origine le choc relativiste vers l'avant produit par l'interaction avec le milieu environnant.

L'équipe de SHALOM a exploré le scénario dans lequel les émissions observées sont dominées par un rayonnement de synchrotrons d'électrons accélérés au choc et rayonnant en présence de champs électriques amplifiés. Cependant, ils ont expliqué qu'un rayonnement de Compton inverse est également un élément important dans certains cas.

La comparaison des prévisions théoriques avec les observations du LAT de Fermi a conduit à d'intéressantes conclusions publiées dans des revues scientifiques évaluées par des pairs. Bien qu'axés sur les résidus stellaires, les résultats de SHALOM auront des répercussions sur l'étude d'autres accélérateurs cosmiques, tels que les noyaux galactiques actifs.

Informations connexes

Mots-clés

Accélération des particules, sursauts gamma, restes de supernova, SHALOM, Fermi LAT, simulation de Monte Carlo
Numéro d'enregistrement: 190966 / Dernière mise à jour le: 2017-01-31