Une coïncidence cosmique a permis de retracer un signal de neutrinos extrêmement énergétique jusqu'à sa source. Les astronomes s'attendaient à y trouver un trou noir supermassif, mais ils sont tombés sur une galaxie en pleine effervescence de formation d'étoiles, surnommée "Shadow Blaster".
Cette découverte transforme notre compréhension de l'origine des neutrinos, ces particules fantômes venues de l'espace.
L'événement neutrino IC 210922A, détecté par l'observatoire IceCube au pôle Sud, a été tracé jusqu'à une galaxie lointaine nommée JCMT0402-0424. Située à environ 11 milliards d'années-lumière de la Terre, cette galaxie brille intensément dans le domaine submillimétrique, mais est masquée par la poussière en lumière visible. Les chercheurs ont utilisé le réseau ALMA au Chili pour l'étudier en détail.
Représentation de l'étude. Le fond illustre l'Univers du Big Bang à aujourd'hui. ALMA a capturé la galaxie "Shadow Blaster" dans la direction du neutrino IC 210922A. Les observations radio d'ALMA montrent quatre images déformées par lentille gravitationnelle. Le cercle montre une vue d'artiste de la galaxie. Crédit: MITOS
Un alignement fortuit a permis d'observer Shadow Blaster avec une netteté exceptionnelle. Une galaxie située entre la Terre et la cible a agi comme une lentille gravitationnelle, déformant et amplifiant la lumière. Cet effet de loupe naturelle a donné aux astronomes des images plus lumineuses et agrandies de la galaxie lointaine, révélant des détails inaccessibles autrement.
Les données d'ALMA n'ont montré aucun signe d'un trou noir actif. À la place, les scientifiques ont découvert un noyau dense et compact, d'environ 1 500 années-lumière de diamètre, où gaz et poussière sont concentrés. Les conditions y sont si extrêmes que la formation d'étoiles y est particulièrement intense, et c'est cette activité qui pourrait produire des neutrinos de haute énergie.
Cette découverte indique que les galaxies à sursauts d'étoiles, riches en poussière, pourraient être une source majeure de neutrinos cosmiques. Jusqu'à présent, on pensait que seuls les trous noirs supermassifs en étaient capables. Les chercheurs estiment que ces galaxies pourraient contribuer à environ 20 % des neutrinos de haute énergie détectés dans l'Univers.