12/11/2012 - Découverte d'une nouvelle source de rayons cosmiques

Menéame

Des astronomes européens ont découvert une nouvelle source de rayons cosmiques provenant des environs du Aquarium d’Arches, près du centre de la Voie Lactée.

Selon les chercheurs, ces particules se sont accélérées par l’onde de choc générée par des dizaines de milliers d’étoiles jeunes se déplaçant à une vitesse proche des 700 000 km/h.

La particularité de cette découverte réside dans le fait que l’origine de ces particules est différente de celle des rayons cosmiques qu’elle a trouvé il y a exactement cent ans. Victor Hess et qui proviennent des supernovas.

Les résultats de son travail ont été publiés dans le magazine Astronomy & Astrophysics.

La découverte, réalisée par des chercheurs Centre national de recherche scientifique de France (CNRS) Commissaire français à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) a été rendu possible grâce au satellite astronomique européen de rayons X XMM-Newton. Celui-ci possède en outre la particularité d’être le plus grand satellite scientifique jamais construit en Europe. Les miroirs de son télescope sont des plus puissants au monde et la sensibilité de ses caméras permet d’observer l’espace avec beaucoup plus de détails que n’importe quel autre satellite à rayons X avant lui.

Le physique autrichien Victor Franz Hess Il y a cent ans, il a découvert les rayons cosmiques en se rendant compte de l’existence d’un rayonnement ionisants d’origine extraterrestre. Quand un certain type d’étoiles éclate à la fin de son cycle de vie, une supernova se produit qui expulse la matière à des vitesses supersoniques. L’onde de choc générée accélère les particules de l’environnement, entraînant des noyaux atomiques à obtenir une très haute énergie cinétique qui leur permet d’atteindre l’atmosphère terrestre.

Les rayons cosmiques à basse énergie - ceux dont l’énergie cinétique est inférieure à 500 millions d’électronvolts- ne sont pas facilement détectés dans les environs de la Terre parce que le vent solaire les empêche d’entrer dans l’héliosphère. Pour cette raison, ni sa composition chimique ni son flux en dehors du système solaire ne sont connus en profondeur, bien que les données suggèrent que sa fonction dans la Voie Lactée est pertinente. Par exemple, il est suggéré que l’ionisation et le réchauffement qu’ils provoquent dans les nuages interstellaires plus denses puissent réglementer la formation d’étoiles.

L’équipe d’astronomes mentionnée a commencé ses recherches par l’étude de l’émission de rayons X qui devait en théorie être produite par les rayons cosmiques à faible énergie du milieu interstellaire. Ils ont ensuite cherché des indices de cette émission théorique dans les données de rayons X obtenues par XMM-Newton depuis son lancement en 1999. L’analyse des propriétés des émissions de rayons X provenant du fer interstellaire obtenues par le satellite a révélé les traces d’une population d’ions de grande taille et dotée d’une grande vitesse située à proximité de l’aquarium Arches, à environ cent ans-lumière du centre de la Voie Lactée. Les astronomes ont calculé que les étoiles de ce cumul se déplacent à l’unisson à une vitesse d’environ 700 000 km/h. Par conséquent, presque probablement, les rayons cosmiques se sont produits lors de la collision à grande vitesse de l’amas stellaire avec un nuage de gaz entravant son chemin. Dans cette région spécifique, la densité énergétique des ions accélérés est environ mille fois plus élevée que celle des rayons cosmiques dans l’environnement du système solaire.

Grâce à cette étude, une étape importante a été franchie: découvrir pour la première fois la présence d’une source importante de rayons cosmiques à faible énergie en dehors du système solaire. Il montre que les ondes de choc de la supernova ne sont pas le seul phénomène capable d’accorder une accélération massive aux noyaux atomiques de la Voie Lactée. Les résultats obtenus permettent d’identifier de nouvelles sources d’ions dans le milieu interstellaire, ce qui pourrait accroître la connaissance de l’influence de ces particules d’énergie sur la formation d’étoiles.

Pour plus d’informations:

Astronomy & Astrophysics

CNRS

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