Le centre de la Voie lactée est une région agitée. Une région de laquelle nous arrivent des rayons gamma de très haute énergie. Des rayonnements qui ne sont produits que par les processus physiques les plus extrêmes de l'Univers. Mais lesquels ?
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La particularité d'un rayonnement gamma, ce n'est pas sa composition (il est fait de photons, comme la lumière visible), mais l'énergie qu'il transporte. Elle est de l'ordre de l'électronvolt (eV) pour la lumière visible. Les rayons gamma, eux, peuvent transporter un million de millions d'électronvolts, soit un téraélectronvolt (TeV). Et les chercheurs disposent aujourd'hui d'instruments capables de détecter ce type de rayonnements.
Grâce à l'observatoire Hawc (High-Altitude Water Cherenkov), les astronomesastronomes ont même déjà observé, en moins de 10 ans, près de 100 événements gamma qu'ils qualifient de très haute énergie. Comprenez, des rayons gamma de plus de 100 TeV ! Il faut dire que le Hawc est un observatoire un peu particulier. Il est posé à flanc de volcanvolcan, au Mexique, à plus de 4 000 mètres d'altitude. C'est un observatoire fait de centaines de cuves d'eau et de détecteurs qui captent les traces des particules chargées qui se déplacent très vite. Comme celles qui sont produites lorsque des rayons gamma arrivent à nous.
Une source de rayons gamma de très haute énergie au centre de la galaxie
Dans The Astrophysical Journal Letters, une équipe internationale de chercheurs dirigée par le Laboratoire national de Los Alamos (États-Unis) raconte aujourd'hui comment elle a non seulement observé des rayons gamma de très haute énergie, mais aussi pour la première fois, retracé leur origine jusqu'au centre de la Voie lactée. « Ces travaux confirment pour la première fois la présence d'une source de rayons gamma de très haute énergie à un endroit de la Voie lactée connu sous le nom de dorsale du centre galactiquecentre galactique, ce qui signifie que le centre galactique abrite certains des processus physiquesphysiques les plus extrêmes de notre UniversUnivers », précise Pat Harding, physicienphysicien, dans un communiqué du Laboratoire national de Los Alamos.
Cette source, les physiciens la surnomment le PeVatron. Le phénomène reste encore mystérieux pour les astronomes eux-mêmes. Ce qu'ils savent, c'est que dans cette région de la Voie lactée, on trouve un trou noir supermassiftrou noir supermassif, le fameux Sagittarius A*, entouré d'étoiles à neutronsétoiles à neutrons et de naines blanchesnaines blanches qui arrachent de la matièrematière aux étoiles voisines. Mais le tout est enveloppé dans des nuagesnuages de gazgaz denses à plusieurs millions de degrés. De quoi rendre son observation directe impossible. D'où, l'intérêt des chercheurs pour les rayons gamma issu de la région.
Les secrets du PeVatron
Car son nom, le PeVatron le tient du fait que les astronomes soupçonnent la présence d'une source qui accélère les particules jusqu'à un million de milliards d'électrons-voltsélectrons-volts, un pétaélectronvolt (PeV). De quoi les faire voyager à plus de 99 % de la vitesse de la lumière. Et produire les fameux rayons gamma de très haute énergie. Dans l'esprit des scientifiques, pour produire de telles énergies, il faut des processus physiques extrêmement violents. Un trou noir qui engloutit un autre trou noir, par exemple. Ce qui turlupine les chercheurs, c'est qu'ils ne s'attendent pas à ce que ce type de phénomène très rare se produise dans une galaxiegalaxie comme notre Voie lactée. Alors...
Pour en apprendre un peu plus sur le PeVatron, les physiciens attendent désormais avec une impatience non dissimulée la mise en route d'une nouvelle installation pour l'observation des rayons gamma. Le SouthernSouthern Wide-field Gamma-ray Observatory est en cours de constructionconstruction dans le désert d’Atacama (Chili). Il devrait permettre d'ouvrir une fenêtrefenêtre un peu plus large encore que le HAWC sur le centre de notre Voie lactée. Et, peut-être, révéler enfin le mystère des processus physiques extrêmes qui s'y jouent.
