Du visible aux ondes radio en passant par l'infrarouge et même l'ultraviolet, notre Voie lactée, les scientifiques l’ont déjà dévoilée sous toutes ses coutures. Ou presque. Parce qu’il leur manquait cruellement une image. Une image unique, voilée de mystère, quasi « fantômatique ». Celle dessinée par les neutrinos.
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Le temps que vous lisiez ce début de phrase, quelque 200 000 milliards de neutrinosneutrinos auront traversé votre corps à une vitesse proche de celle de la lumière. Et allez, quelque 400 000 milliards de plus. Ça ne s'arrête jamais. Mais heureusement, c'est sans grande conséquence. Parce que les neutrinos n'interagissent que très peu avec la matière. Les physiciensphysiciens les qualifient parfois même de « particules fantômes ». L'ennui, c'est donc qu'ils sont aussi très difficiles à détecter.
C'est pour remédier à cela que les chercheurs ont imaginé IceCube. L'expérience est unique en son genre. Un détecteur posé sur la glace de l'AntarctiqueAntarctique, près de la base Amundsen-Scott. Ou plutôt, pas loin de 5 500 capteurscapteurs nichés dans la glace, entre 1 450 et 2 450 mètres de profondeur. L'ensemble a été mis en service en 2010 avec l'espoir de détecter des neutrinos à haute énergie. Comprenez avec des énergies de millions de milliards de fois supérieures à celles que les réactions de fusion nucléaire qui alimentent les étoilesétoiles peuvent atteindre.
Jusqu'alors, IceCube n'avait détecté que des neutrinos extragalactiques. Pourtant, selon la théorie, les interactions entre les rayons cosmiquesrayons cosmiques et les poussières galactiques produisent inévitablement à la fois des rayons gammarayons gamma et des neutrinos. Et les chercheurs avaient déjà observé des rayons gamma dans le plan de notre Voie lactée. Ils s'attendaient donc à ce que notre galaxiegalaxie soit aussi une source de neutrinos à haute énergie. Ils le confirment enfin aujourd'hui en publiant une carte inédite des neutrinos émis depuis l'intérieur de la Voie lactéeVoie lactée.
Quelque chose que nous n’avions jamais vu
Même si les physiciens s'étaient concentrés sur le centre de notre Galaxie, le bruit de fond des muonsmuons et des neutrinos produits par les interactions des rayons cosmiques avec l'atmosphèreatmosphère terrestre posait des défis importants. Dans les données enregistrées par IceCube depuis 10 ans, apparaissaient ainsi des sortes de « taches de lumière floues » en cascade. Des taches générées par des neutrinos. Et en utilisant un algorithme d'apprentissage automatique qui a comparé la position, la taille et l'énergie de plus de 60 000 de ces cascades de lumière, les chercheurs sont finalement remontés aux régions de la Voie lactée soupçonnées être à l'origine d'émissionsémissions de neutrinos.
L'image produite par les scientifiques de la collaboration IceCube est vraiment unique en son genre. Parce qu'elle dessine le portrait de notre Voie lactée à l'aide de particules de matière. Là où toutes les autres se contentaient de figurer un rayonnement électromagnétique. Et avec les capacités de détection qui n'ont pas fini de s'affiner, les physiciens espèrent révéler ainsi de plus en plus de caractéristiques de notre Galaxie qui n'avaient encore jamais été vues par l'œilœil humain.
Car les chercheurs le rappellent, en élargissant leurs méthodes à la radioastronomie ou à l'observation infrarougeinfrarouge, ils ont déjà, par le passé, réalisé des découvertes parfois révolutionnaires. Ainsi, ils comptent bien pouvoir maintenant, grâce à la détection des neutrinos, accéder à des aspects de notre UniversUnivers jusqu'alors inconnu. « C'est pourquoi nous faisons ce que nous faisons. Pour voir des choses que personne n'a jamais vues et pour comprendre des choses que personne n'avait comprises », concluent-ils.
