IceCube est un télescope à neutrinos d'un kilomètre cube enfoui sous les glaces du pôle Sud. Il s'agit du plus grand détecteur de neutrinos au monde. Crédits : NSF / B. Gudbjartsson Un détecteur de particules géant a identifié des neutrinos qui ne se sont pas formés dans l'atmosphère terrestre, ni même au sein de notre système solaire, contrairement à l'immense majorité des neutrinos qui atteignent habituellement la Terre.
De mai 2010 à mai 2012, IceCube, un détecteur de particules géant enfoui dans les glaces du Pôle Sud, a été le témoin d'un phénomène inédit. Et pour cause, puisqu'au cours de cette période, IceCube a détecté le passage de 28 neutrinos, ces particules élémentaires de masse pratiquement nulle, qui seraient non pas le fruit d'une interaction entre les rayons cosmiques et l'atmosphère terrestre comme c'est le cas pour l'immense majorité des neutrinos qui atteignent la Terre, mais dont l'origine serait au contraire à rechercher... bien au-delà du système solaire. Un résultat révélé le 15 mai 2013 par les physiciens du détecteur IceCube, au cours du Particle Astrophysics Symposium organisé à Madison (Wisconsin, États-Unis).
En quoi les 28 neutrinos détectés par IceCube portent-t-il la signature d'une origine extrasolaire ? Parce que ces particules se caractérisent par un niveau d'énergie trop élevé pour avoir été créées au sein de notre système solaire. Pour comprendre, il faut savoir qu'il existe deux types de neutrinos : les neutrinos de basse énergie, produits par exemple par le soleil, et les neutrinos de haute énergie, provenant de phénomènes cosmiques de grande ampleur, comme des effondrements gravitationnels d'étoiles (ce phénomène se produit à la fin du cycle de vie d'une étoile, lorsque cette dernière s'effondre sur elle-même sous l'effet de sa propre gravité), ou de jets de particules émis par des trous noirs.
Parmi ces 28 neutrinos de haute énergie, deux d'entre se caractérisent par un niveau d'énergie record : en effet, ils dépassent le péta-électonvolt (PeV), soit plusieurs milliers de fois l'énergie du neutrino le plus énergétique jamais produit dans l'atmosphère ou par un accélérateur de particules !
S'il est aujourd'hui impossible de s'avancer avec certitude sur l'origine de ces 28 neutrinos, les physiciens du détecteur IceCube sont en tout cas formels sur un point : un tel niveau d'énergie est bien trop élevé pour provenir d'une interaction entre les rayons cosmiques et l'atmosphère terrestre. Un constat qui incite les auteurs de cette découverte à faire l'hypothèse que l'origine de ces neutrinos est plus lointaine : ils pourraient avoir été produits quelque part dans notre galaxie, voire même en un lieu encore plus reculé...
Il est à noter que l'existence des deux neutrinos ultra énergétiques évoqués ci-dessus avait été dévoilée le 22 avril 2013. A cette occasion, les auteurs de la découverte avaient d'ailleurs déjà fait l'hypothèse que l'origine de ces deux particules était très probablement à rechercher hors de notre système solaire, au sein d'un article intitulé "First observation of PeV-energy neutrinos with IceCube" (pour accéder à une synthèse des informations relatives à la découverte de ces deux neutrinos ultra-énergétiques révélée le mois dernier, on pourra se reporter à l'article "IceCube neutrinos came from outer space", publié sur le site de Nature le 22 avril 2013).
L'ensemble de ces mesures va prochainement faire l'objet d'une publication dans une revue scientifique, ont annoncé les physiciens du détecteur IceCube.
IceCube est un télescope à neutrinos de haute énergie, constitué de plus de 5.000 modules optiques enfouis dans les glaces du Pôle Sud (Antarctique). Ce détecteur géant est utilisé en permanence par une collaboration internationale de plus de 250 physiciens et ingénieurs. Il est opérationnel depuis fin 2010.