«L'ère de l'astronomie des rayons cosmiques est arrivée»
Les scientifiques internationaux de la collaboration Pierre Auger ont révélé que les noyaux actifs de galaxie sont la source la plus probable de rayons cosmiques d'énergie extrême. Ces particules d'énergie qui bombardent parfois la Terre traversent l'univers à une vitesse proche de celle de la lumière. Bien qu'elles aient été identifiées pour la première fois il y a près de 70 ans, leur origine était encore inconnue. Ces recherches, qui font l'objet d'un article dans la dernière édition du magazine Science, montrent que les sources de particules d'énergie extrême - protons et noyaux atomiques - ne sont pas réparties uniformément dans le ciel, mais qu'elles sont associées aux régions de galaxies proches qui ont des noyaux actifs dans leur centre. Il est supposé que les noyaux actifs de galaxie (NAG) sont alimentés par des trous noirs super massifs. Toutefois, bien que la plupart des galaxies comportent un trou noir en leur centre, peu possèdent des NAG. Les scientifiques pensent qu'il est probable que les galaxies dotées d'un NAG sont entrées en collision avec une autre galaxie ou ont connu un autre choc substantiel au cours des dernières centaines de millions d'années. «Nous avons franchi un pas important en élucidant le mystère de la nature et de l'origine des rayons cosmiques d'énergie extrême», déclare le prix Nobel James Cronin, professeur à l'université de Chicago, qui a conçu l'Observatoire de rayons cosmiques Pierre Auger en collaboration avec Alan Watson, professeur à l'université de Leeds. «Nous avons constaté que le ciel de l'hémisphère austral n'est pas uniforme en termes de rayons cosmiques d'énergie extrême. Il s'agit d'une découverte fondamentale. L'ère de l'astronomie des rayons cosmiques est arrivée. Dans quelques années, nos données nous permettront d'identifier les sources exactes des rayons cosmiques et de comprendre comment ils accélèrent ces particules.» «Ce résultat ouvre une fenêtre sur l'univers proche et marque le début de l'astronomie des rayons cosmiques», ajoute le professeur Watson. «À mesure que nous collectons un volume croissant de données, nous pourrons étudier chaque galaxie d'une manière approfondie et totalement novatrice. Ainsi que nous l'avions anticipé, notre observatoire nous procure une nouvelle image de l'univers sur la base des rayons cosmiques.» L'Observatoire de rayons cosmiques Pierre Auger, du nom du physicien français qui a identifié pour la première fois les rayons cosmiques, en 1938, se situe dans la Pampa Amarilla, une vaste plaine de l'ouest de l'Argentine. Bien qu'il soit encore en construction, l'Observatoire fonctionne depuis 2004 et il a enregistré à ce jour près d'un million de gerbes de rayons cosmiques, dont 77 seulement présentaient une énergie extrême (plus de 4x1019 électronvolts). «Les rayons cosmiques à faible énergie sont abondants et viennent de toutes les directions, principalement à l'intérieur de notre galaxie de la Voie lactée», explique le Dr Paul Mantsch, directeur de projet de l'Observatoire. «Jusqu'à présent, l'unique source de particules de rayons cosmiques connue avec certitude était le soleil. Les rayons cosmiques d'autres sources probables, telles que les étoiles en explosion, empruntent des trajectoires sinueuses dans l'espace de sorte qu'au moment où ils atteignent la Terre, il est impossible de déterminer leurs origines. La raison tient à ce que ces particules ayant des propriétés énergétiques moindres sont déviées par les champs magnétiques galactiques ou intergalactiques. Les particules à haute énergie suivent en revanche un trajet pratiquement rectiligne depuis leur point d'origine. «Lorsque l'on observe les rayons cosmiques d'énergie extrême issus des sources les plus puissantes, ils pointent vers leurs sources», commente le Dr Mantsch. «Le défi consiste à présent à enregistrer suffisamment de ces projectiles cosmiques pour comprendre les processus qui les lancent dans l'espace.» Étant donné la rareté des rayons cosmiques d'énergie extrême - un phénomène par km et par siècle, un observatoire consacré à leur étude doit afficher des dimensions exceptionnelles. Ainsi, l'Observatoire Auger se compose d'un réseau de 1 600 détecteurs de particules, dont 1 400 sont déjà en place, à intervalles de 1,5 km, dans une matrice s'étalant sur 3 000 km. 24 télescopes spécifiques enregistrent l'émission de lumière fluorescente qui se dégage de la cascade d'air créée lorsque les particules rencontrent l'atmosphère supérieure de la Terre. Alors que la collaboration Auger imagine déjà les plans d'un deuxième site, encore plus grand, qui serait implanté plus au nord, dans l'État américain du Colorado, plus de 370 scientifiques et ingénieurs de 17 pays à travers le monde continuent de travailler à l'achèvement du site argentin. Les organisations et pays participants, parmi lesquels 10 États membres de l'UE et le réseau ALFA-CE (Amérique latine Formation académique-Communauté européenne), se partagent le budget de construction de 54 millions de dollars (37 millions d'euros).
Pays
Argentine