Une découverte importante liée aux rayons gamma
Les rayons gamma sont des formes de radiations électromagnétiques similaires à la lumière, mais beaucoup plus énergétiques. Ils proviennent souvent de phénomènes cosmiques violents comme les explosions de supernovae ou les interactions de particules à des vitesses incroyables. Leur étude est cruciale pour comprendre les processus qui se déroulent dans l’Univers.
Des chercheurs ont d’ailleurs récemment observé près de cent émissions de rayons gamma avec une énergie supérieure à 100 téraélectronvolts, ce qui représente une avancée significative. Ils ont identifié l’origine de ces rayons gamma à une région connue sous le nom de dorsale du centre galactique où des phénomènes extrêmes se produisent. La zone autour du centre galactique est remplie de gaz denses et chauds, ce qui rend normalement l’observation directe extrêmement difficile. C’est la raison pour laquelle la détection des rayons gamma est si cruciale : ils nous fournissent des indices sur les processus qui se déroulent dans ce milieu hostile.
Selon les chercheurs, ces résultats confirment l’existence d’une source d’énergie, appelée PeVatron, capable d’accélérer des particules à des niveaux d’énergie inédits. Il s’agit d’un phénomène encore mal compris, mais qui semble lié à des événements cosmiques violents qui se déroulent près du trou noir supermassif. Ces événements pourraient inclure la fusion de trous noirs ou la mort d’étoiles en supernova.
L’observatoire HAWC : un outil essentiel
Pour réaliser cette avancée, les chercheurs ont utilisé l’observatoire HAWC (High-Altitude Water Cherenkov), situé à 4 000 mètres d’altitude sur le volcan Sierra Negra au Mexique. Cette altitude élevée permet de réduire l’interférence de l’atmosphère terrestre qui peut atténuer les signaux des rayons gamma.
L’observatoire HAWC est constitué de 300 silos remplis d’eau. Chaque silo est équipé de détecteurs sensibles à la lumière appelés détecteurs photomultiplicateurs. Lorsque des rayons gamma, qui sont des particules de très haute énergie, pénètrent dans l’atmosphère terrestre, ils interagissent avec les particules d’air, créant une cascade de particules secondaires. Ce processus est connu sous le nom de pluie de Cherenkov.
Lorsqu’une particule chargée issue de cette pluie se déplace plus vite que la lumière dans l’eau, elle génère un phénomène appelé lumière Cherenkov qui apparaît sous la forme d’une lueur bleue. Cette lumière est un indicateur précieux pour les chercheurs : elle leur permet de détecter et d’analyser les particules créées par les rayons gamma. En mesurant la quantité et la distribution temporelle de la lumière bleue émise dans chaque silo, les scientifiques peuvent ainsi déterminer des informations essentielles sur ces rayons telles que leur énergie et leur direction d’origine.
Les chercheurs prévoient désormais d’approfondir leurs découvertes en utilisant de nouvelles installations, comme l’observatoire gamma à grand champ austral en construction au Chili. Cette avancée technologique leur permettra d’observer plus précisément le centre de la Voie lactée et d’en apprendre davantage sur les mystères qui l’entourent.
