On a peut-être résolu le mystère des neutrinos cosmiques à haute énergie

L’origine des neutrinos cosmiques de haute énergie a toujours été un mystère pour les astrophysiciens. D’après les chercheurs de Penn State, ces particules pourraient provenir des événements extrêmes comme les explosions stellaires et les jets de trous noirs supermassifs.

Les scientifiques ont combiné les données provenant de tous les signaux cosmiques pour en savoir plus.

Une photo de notre galaxie

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Cette nouvelle approche a aidé les astronomes à localiser les neutrinos, car chaque messager cosmique fournit plus de détails. En théorie, les neutrinos cosmiques de haute énergie doivent être accompagnés de rayons gamma ou d’ondes électromagnétiques à faible énergie, et parfois d’ondes gravitationnelles.

La recherche est dirigée par Kohta Murase. Il est à la fois professeur adjoint de physique, d’astronomie et d’astrophysique à Penn State et membre du Centre d’astrophysique des multimédias de l’Institut de la gravitation et du cosmos (IGC).

La couronne pourrait être une source de neutrinos

D’après les recherches, la couronne, c’est-à-dire l’aura de plasma très chaude qui entoure les étoiles et les autres corps célestes situés au cœur des galaxies, pourrait être une source de neutrinos. Elle ressemble à celle observée sur le Soleil lors d’une éclipse. Celle qui se forme autour du trou noir sous l’effet de la gravité est extrêmement chaude, magnétisée et turbulente.

Ce phénomène produit des collisions entre les particules et créerait des neutrinos et des rayons gamma. Heureusement, l’espace est assez dense et immense pour empêcher la fuite de rayons gamma de haute énergie. Les projets pour explorer ces émissions depuis l’espace sont déjà en cours.

« Les neutrinos sont des particules subatomiques  minuscules. Leur masse est presque nulle et leurs interactions avec d’autres matières sont rares. Les neutrinos cosmiques de haute énergie sont créés par des accélérateurs de rayons cosmiques énergétiques, qui peuvent être des objets astrophysiques tels que les trous noirs et les étoiles à neutrons », a déclaré Murase.

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De nouveaux moyens plus performants

De nouveaux détecteurs de neutrinos, dont le KM3Net en Méditerranée et l’IceCube-Gen2 en Antarctique, seront bientôt opérationnels. Le NGC 1068, qui se trouve dans le ciel septentrional, et plusieurs des galaxies actives très brillantes dans le ciel méridional sont des cibles prometteuses. Des émissions excessives de neutrinos y ont été signalées.

« Ces nouveaux détecteurs de rayons gamma et de neutrinos faciliteront les recherches. Ils permettront aussi d’examiner de façon critique si ces sources sont responsables du grand flux de neutrinos, de niveau d’énergie moyen, observé par IceCube », a souligné Murase.

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