L’ARTICLE
Les rayons cosmiques sont accélérés dans les régions riches en étoiles massives : c'est le lien que viennent d'établir des chercheurs de Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements (CESR : CNRS, Université Paul Sabatier, OMP-OSU/INSU), à Toulouse, à partir des observations du Grand Nuage de Magellan réalisées au cours de la première année d'exploitation du satellite Fermi de la NASA. Une découverte qui apporte un éclairage essentiel au sujet de ces rayons cosmiques, découverts en 1912 mais dont l'origine restait jusqu'alors très incertaine.
Les rayons cosmiques sont un flux de particules ayant une énergie colossale liée à leur vitesse avoisinant celle de la lumière : cette énergie, dite cinétique, est sans commune mesure avec celle que sont capables de générer les plus performants des accélérateurs de particules. Pour les scientifiques, reste une question fondamentale : d'où ces rayons qui bombardent la Terre en permanence tirent-ils cette énergie ? Les physiciens, comme l'Italien Enrico Fermi, ont très tôt supposé que celle-ci pouvait être acquise dans des régions du milieu interstellaire secouées par des chocs, comme ceux qui accompagnent l'expansion des restes de supernovæ issus de l'explosion des étoiles massives. «Avant de mourir en explosions de supernovæ, les étoiles massives s'évaporent littéralement en développant de puissants vents stellaires et donc de l'énergie cinétique. Ces vents, ainsi que les explosions, créent des ondes de chocs dans le milieu interstellaire qui sont capables d'accélérer des particules à des vitesses proches de celle de la lumière. Comme en plus les étoiles massives vivent et meurent en groupes, l'accumulation de plusieurs chocs accélèrent encore plus les particules dans le milieu interstellaire. Les particules se comportent alors comme des balles de ping-pong entre deux raquettes qui se rapprochent : elles vont de plus en plus vite à chaque aller-retour », décrit Jürgen Knödlseder du CESR, qui a dirigé ces travaux.
Pour mener leurs recherches, les scientifiques se sont donc tout naturellement tournés vers une « fabrique d'étoiles massives » : le Grand Nuage de Magellan, galaxie irrégulière qui orbite autour de la nôtre à 170.000 années-lumière. Dans cette région, une zone, appelée 30 Doradus, est notamment très propice à la formation d'étoiles massives et s'est révélée être une source importante d'émission de rayons cosmiques. « Il est facile de dévoiler ce type de rayonnement car il a une signature particulière : nous traquons la lumière gamma qui est émise lors de la décroissance des pions neutres. Ces pions neutres sont créés par la collision des rayons cosmiques avec les atomes du gaz interstellaire », détaille le chercheur. Couplées aux marqueurs de formation d'étoiles massives [1], ces nouvelles données recueillies par le satellite Fermi et son télescope Large Area Telescope (LAT) ont permis de faire la corrélation entre accélération des rayons cosmiques et régions formatrices d'étoiles massives, et donc, de mieux comprendre l'origine de ce rayonnement.
À l'issue de ces travaux, un résultat a malgré tout surpris les chercheurs. « Nous pensions que la diffusion de ces rayons cosmiques s'étendrait dans toute la galaxie, et par conséquent que toute la galaxie serait une source lumineuse de rayons gamma. Mais la luminosité gamma que nous avons observée reste en fait confinée vers la région 30 Doradus, relate Jürgen Knödlseder. Cela renforce le constat que ce sont bien les régions formant les étoiles massives qui sont la source des rayons cosmiques, mais nous ne savons pas encore comment expliquer que ceux-ci ne parviennent pas à s'échapper de ces régions accélératrices ». Hypothèses envisagées : soit le champ magnétique près de 30 Doradus pourrait retenir les rayons dans la zone, soit les rayons cosmiques ont été accélérés récemment et n'ont pas encore eu le temps de s'échapper de leur région d'accélération.
Source INSU/CNRS : http://www.insu.cnrs.fr/co/ama09/les-regions-riches-en-etoiles-massives-une-des-sources-des-rayons-cosmiques
COMMENTAIRES
Lorsqu’on joue à l’objet caché et qu’on s’approche de celui-ci, il est dit « tu chauffes ou tu brûles ». A propos de l’origine des rayons cosmiques l’astrophysique contemporaine « chauffe » en effet. Jusqu’à présent, ceux-ci ne pouvaient être produit que par des phénomènes violents du type explosions d’étoiles. Cette fois, ils auraient pour origine les régions de formation des étoiles massives. Mais il n’est pas question de supposer qu’ils puissent être émis directement par celles-ci avec cette énergie. D’où l’hypothèse d’un principe accélérateur : « . Les particules se comportent alors comme des balles de ping-pong entre deux raquettes qui se rapprochent : elles vont de plus en plus vite à chaque aller-retour ».Sauf que dans cette partie de ping-pong céleste, il y manque la force des bras de joueurs pour accélérer la balle. Lorsqu’une particule est émise et qu’elle rebondit sur un obstacle, la tendance serait bien plutôt une perte d’énergie à chaque rebond. A n’en pas douter, ces particules sont bien émises par l’étoile massive, reste à trouver le mécanisme accélérateur. Mais pourquoi diable rechercher ce mécanisme, ce qui suppose une construction complexe, à peine crédible ? C’est que l’astrophysique fonctionne avec un interdit : une étoile en situation de croissance « normale » ne peut fabriquer des rayons d’une telle énergie. Cet interdit est encore la conséquence du rôle joué par la théorie de l’effondrement gravitationnel censée expliquer la genèse des étoiles. Nous sommes toujours dans la même logique : la théorie ne permet pas d’expliquer certains phénomènes, il faut inventer des procédures complexes et souvent improbables pour la compléter.
Nous avons proposé une hypothèse de genèse des étoiles inverse de celle de l’effondrement gravitationnel qui permet justement d’expliquer POURQUOI, dans la phase de naissance des étoiles, elles fabriquent leurs propres éléments et doivent NECESSAIREMENT émettre des particules de très hautes énergies.
Dans l'attente d'un changement du paradigme de la science officielle, nous avons la satisfaction de constater qu’elle s’approche de la compréhension du phénomène des rayons cosmiques, qu’elle « chauffe » en quelque sorte, en attendant de « brûler »
Jeu de briques
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