Des scientifiques ont peut-être élucidé une énigme cosmique: les microquasars, des systèmes stellaires composés d'un trou noir et d'une étoile, seraient à l'origine des rayons cosmiques à haute énergie frappant la Terre.
Un microquasar est un trou noir qui, dans un système binaire, dévore la matière d'une étoile voisine, d'où leur surnom de "trou noir vampire". Cette matière est ensuite expulsée sous forme de jets à grande vitesse aux pôles du trou noir. Ces jets semblent jouer un rôle crucial dans l'accélération des particules cosmiques.
Illustration d'un trou noir absorbant la matière d'une étoile dans un microquasar. Crédit image: NASA/ CXC/M.Weiss
Les rayons cosmiques, découverts en 1912, sont des particules de très haute énergie, bien plus puissantes que celles générées par le Grand Collisionneur de Hadrons (LHC), l'accélérateur de particules le plus grand et le plus puissant sur Terre.
L'étude se concentre sur le microquasar SS 433, situé dans les débris de la supernova W50, à environ 18 000 années-lumière de la Terre. Ce microquasar comprend un trou noir d'environ 10 à 15 fois la masse du Soleil et une étoile supergéante blanche. Les jets de matière émis par SS 433 façonnent la nébuleuse W50, lui donnant une forme ressemblant à un lamantin.
L'équipe a utilisé le Système Stéréoscopique à Haute Énergie (H.E.S.S.) en Namibie pour observer SS 433. Ils ont détecté des rayons gamma à très haute énergie émanant des jets du microquasar, suggérant que ces jets accélèrent les particules à des vitesses élevées.
Ces découvertes indiquent que les microquasars, comme SS 433, pourraient être des sources significatives de rayons cosmiques à haute énergie. Toutefois, SS 433 ne peut être la source directe des particules cosmiques les plus énergétiques atteignant la Terre, en raison de son jeune âge et de sa distance. Néanmoins, d'autres microquasars plus proches et plus anciens pourraient contribuer à ces rayons cosmiques.
Cette recherche ouvre de nouvelles perspectives sur le rôle des microquasars dans notre galaxie et pourrait aider à mieux comprendre les mécanismes d'accélération des particules cosmiques.
Les rayons cosmiques: un phénomène énergétique extrême
Les rayons cosmiques sont des particules subatomiques extrêmement énergétiques provenant de l'espace. Principalement composés de protons (noyaux d'hydrogène) et parfois de noyaux atomiques plus lourds, ils voyagent à travers l'Univers à des vitesses proches de celle de la lumière. Lorsqu'ils atteignent l'atmosphère terrestre, ces rayons cosmiques interagissent avec les molécules d'air, créant une pluie de particules secondaires observables par divers instruments.
Ces particules ont été découvertes au début du XXe siècle et restent un sujet d'étude crucial en astrophysique. Leur origine exacte est toujours partiellement mystérieuse, mais on pense qu'elles proviennent de sources variées, comme les supernovas, les trous noirs, les pulsars, et, comme l'indiquent des recherches récentes, les microquasars.
Ce qui rend les rayons cosmiques particulièrement intrigants, c'est leur énergie extrêmement élevée, souvent bien supérieure à celle que nous pouvons produire dans les accélérateurs de particules sur Terre. Certains de ces rayons ont une énergie des milliards de fois supérieure à celle générée par le Grand Collisionneur de Hadrons (LHC).
Les rayons cosmiques ne sont pas seulement importants pour comprendre les phénomènes énergétiques de l'univers. Ils ont également un impact sur la Terre. Par exemple, ils peuvent affecter les systèmes électroniques des satellites et des aéronefs. De plus, ils contribuent à la production de radionucléides dans l'atmosphère, ce qui est utilisé dans des domaines comme la datation au carbone 14 en archéologie.
L'étude des rayons cosmiques est donc essentielle pour comprendre non seulement les processus physiques à l'œuvre dans notre Univers, mais aussi pour appréhender leurs effets sur notre planète et notre technologie. Les recherches actuelles, comme celles menées sur les microquasars, aident les scientifiques à percer les mystères de ces particules et à mieux comprendre l'univers énergétique dans lequel nous vivons.