Pour la première fois, des astronomes ont cartographié l'accélération des électrons de rayons cosmiques dans un vestige de supernova. Leur carte démontre que cette accélération est proche de la valeur théorique maximum. Cette découverte est un indice fort pour prouver que les restes de supernovae sont des sites privilégiés « d’énergisation » des particules chargées.
Cassiopée A, le plus jeune débris de supernova de la Voie Lactée,
vue par l’observatoire spatial Chandra
La carte a été réalisée à partir d'une image de Cassiopée A (Cas A, voir aussi notre news), un vestige âgé d’un peu plus de 300 ans, produit par la mort explosive d'une étoile massive. La nouvelle étude prouve que ce débris de supernova agit comme un flipper relativiste en accélérant des électrons vers d'énormes énergies. Les arcs bleus de l'image montrent l'onde de choc en expansion aux endroits où l'accélération se produit. Les autres couleurs dans l'image montrent les débris résultants de l’explosion échauffés à plusieurs millions de degrés.
Les astronomes ont utilisé ces données pour élaborer une carte de l'accélération des électrons dans un débris de supernova. Leur analyse prouve que les électrons sont accélérés pratiquement à la limite théorique maximum dans certaines régions de Cas A. Les protons et les ions, qui constituent le gros des rayons cosmiques, étant accélérés de la même façon que les électrons, cette découverte conforte l’idée que les vestiges de supernovae sont des sources importantes de rayons cosmiques.
Carte d’accélération de Cas A
Cette figure montre les régions où des émissions de rayons X sont générées
par des électrons accélérés lorsqu’ils franchissent les fronts de choc
Les scientifiques pensent que les particules chargées sont dispersées ou rebondissent sur les champs magnétiques emmêlés de l'onde de choc, qui agissent comme les bumpers d’un flipper. Les particules sont accélérées lorsqu’elles franchissent le front de l’onde. Les scientifiques pensent qu’il a fallu environ 200 ans – plus de la moitié de l'âge de Cas A – pour accélérer les électrons jusqu’aux énergies des rayons cosmiques dans les parties les plus lentes des chocs, mais seulement 50 ans dans les régions d’accélération maximum.
