Découverte d'un nouveau rayon cosmique
Des astronomes européens ont découvert une nouvelle source de rayons cosmiques au voisinage de l'amas des Arches, près du centre de la Voie lactée. Selon les chercheurs, ces particules sont accélérées dans l'onde de choc générée par le déplacement à une vitesse d'environ 700 000 km/h de dizaines de milliers de jeunes étoiles. Ce qui est surprenant, c'est que leur origine diffère de celle des rayons cosmiques issus des explosions de supernovas, découverts il y a tout juste cent ans par Victor Hess. Les résultats ont été publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics. La découverte faite par des chercheurs du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et de la Commission sur l'énergie atomique et les énergies alternatives (CEA) a été rendu possible grâce à XMM-Newton1, le satellite européen d'astronomie en rayons X. Ce satellite est également unique car il s'agit du plus grand satellite scientifique jamais bâti en Europe; les miroirs de son télescope sont parmi les plus puissants ayant jamais été développés dans le monde, et avec ses caméras sensibles, il peut observer beaucoup plus que tout autre satellite à rayons X précédent. Les rayons cosmiques ont été découverts par le physicien autrichien Victor Franz Hess, il y a 100 ans, lorsqu'il remarquait l'existence d'un rayonnement ionisant d'origine extraterrestre. Lorsque certaines étoiles en fin de vie explosent et deviennent des supernovas, leur matière est éjectée à une vitesse supersonique et génère des ondes de choc qui accélèrent les particules. Résultat, certains noyaux atomiques acquièrent ainsi une très forte énergie cinétique et arrivent jusqu'à la Terre. Les rayons cosmiques de basse énergie, des rayons dont l'énergie cinétique est inférieure à un demi-milliard d'électronvolts, ne sont pas facilement détectés au voisinage de notre planète, car le vent solaire les empêche de pénétrer dans l'héliosphère. Par conséquent, on ne sait donc pas grand-chose de leur composition chimique et de leur flux en dehors du système solaire, mais tout indique qu'ils jouent un rôle important dans la galaxie. Il a, par exemple, été suggéré qu'en ionisant et en chauffant les nuages interstellaires les plus denses, ils régulent sans doute la formation des étoiles. Les auteurs de l'article ont commencé par étudier de façon théorique l'émission X que devraient générer des rayons cosmiques de basse énergie dans le milieu interstellaire. Puis ils ont recherché la trace de cette émission théorique dans des données en rayons X accumulées par le XMM-Newton depuis son lancement en 1999. En analysant les propriétés de l'émission X du fer interstellaire enregistrée par le satellite, ils ont alors trouvé les signatures d'une forte population d'ions rapides au voisinage de l'amas des Arches, à environ cent années-lumière du centre de la Voie lactée. Les astronomes estiment que les étoiles de cet amas se déplacent de concert à la vitesse d'environ 700 000 km/h. Les rayons cosmiques sont vraisemblablement produits dans la collision à grande vitesse de l'amas d'étoiles avec un nuage de gaz se trouvant sur leur chemin. Dans cette région particulière, la densité d'énergie des ions accélérés est environ mille fois supérieure à celle des rayons cosmiques au voisinage du système solaire. Force est de constater qu'il s'agit de la première découverte d'une source majeure de rayons cosmiques de basse énergie en dehors du système solaire. Cela montre que les ondes de choc des supernovas ne sont pas les seuls objets à pouvoir accélérer en masse des noyaux atomiques dans la galaxie. Ces résultats devraient permettre d'identifier de nouvelles sources d'ions dans le milieu interstellaire et peut-être de mieux comprendre les effets de ces particules énergétiques sur la formation des étoiles.Pour de plus amples informations, consulter: Astronomy & Astrophysics http://www.aanda.org/(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) CNRS: http://www.cnrs.fr/(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)