Nouvelle source de rayons cosmiques

31.10.2012

Des chercheurs du CNRS (Centre national de la recherche scientifique) et du CEA ont découvert une nouvelle source de rayons cosmiques en travaillant avec le satellite astronomique européen XMM-Newton. Il est situé à proximité de l'amas d'étoiles Arches, non loin du centre de notre galaxie, la Voie lactée.

Les particules de ce rayonnement sont accélérées dans une onde de choc générée par des dizaines de milliers de jeunes étoiles Arch se déplaçant à peu près dans la même direction à environ 700000 XNUMX km/h. Ces rayons cosmiques, en interaction avec les atomes du gaz environnant, produisent des rayons X caractéristiques. Mais l'origine de ces rayons cosmiques est différente du rayonnement habituel qui provient des explosions de supernova. Il a été découvert il y a exactement cent ans par le physicien autrichien Victor Franz Hess. Il découvrit l'existence de rayonnements ionisants d'origine extraterrestre, qu'il appela rayons cosmiques. Les astrophysiciens modernes comprennent très bien leur nature : lorsque certaines étoiles explosent et deviennent des supernovae à la fin de leur vie, leur matière est éjectée à une vitesse supersonique, créant des ondes de choc qui accélèrent les particules. En conséquence, certains noyaux atomiques reçoivent une énergie cinétique très élevée et pénètrent dans l'atmosphère terrestre.

Cependant, les rayons cosmiques de faible énergie n'ont pas été détectés dans la région de notre planète, car le vent solaire les empêche de pénétrer dans l'atmosphère. Par conséquent, on sait peu de choses sur leur composition chimique, car leur flux passe principalement à l'extérieur du système solaire. Bien que tout porte à croire qu'ils jouent un rôle important dans la galaxie. Par exemple, la formation de nouvelles étoiles dépendra probablement de nuages ​​interstellaires denses ionisants et chauds.

Les auteurs de l'article ont commencé par étudier les rayons X, qui devraient théoriquement générer des rayons cosmiques de basse énergie dans le milieu interstellaire. Ils ont ensuite cherché des signes de cette émission dans les données de rayons X collectées par le télescope XMM-Newton pendant plus d'une décennie de fonctionnement.

En analysant les propriétés aux rayons X du fer interstellaire à partir d'enregistrements satellitaires, ils ont trouvé des traces de grandes populations d'ions se déplaçant rapidement. Elles proviennent du voisinage de l'amas d'étoiles Arches, situé à une centaine d'années-lumière du centre de notre galaxie, la Voie lactée. Selon toute vraisemblance, ils se produisent lorsque les étoiles de l'Arche à grande vitesse entrent en collision avec un nuage de gaz sur leur chemin. Dans cette région particulière, la densité d'énergie des ions accélérés est des milliers de fois supérieure à celle des rayons cosmiques au voisinage du système solaire.

C'est la première fois qu'une source majeure de rayons cosmiques de basse énergie est découverte en dehors du système solaire. Tout porte à croire que les nuages ​​de gaz et de poussière, et pas seulement les ondes de choc des supernovae, comme on le pensait jusqu'à présent, peuvent donner des vitesses élevées aux ions.

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