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Des astronomes détectent un rayon cosmique à ultra haute énergie

24 Nov. 2023 • 20:25

Les astronomes de l’expérience Telescope Array dans le désert occidental de l’Utah ont identifié un rayon cosmique à ultra haute énergie (UHECR) avec un niveau d’énergie remarquable de 244 EeV, soit le rayon cosmique le plus « énergétique » détecté depuis la particule « Oh-My-God » de 1991 (qui grimpait à 320 EeV). Ce nouveau rayon cosmique* a été nommé « Amaterasu » d’après la déesse shinto du soleil, et son origine reste d’autant plus mystérieuse que le rayon semble provenir d’une zone de l’univers globalement dépourvue de galaxies ! La source spatiale du rayon est aussi rendue difficile à identifier en raison de la courbure des trajectoires UHECR par les champs magnétiques.

rayon cosmique

Cette découverte remet une nouvelle fois en question la limite théorique connue depuis 1965 sous le nom de seuil GZK : selon cette théorie, les rayons cosmiques provenant de distances supérieures à 300 millions d’années-lumière et dont l’énergie dépasse 50 EeV seraient détruits par les interactions avec le rayonnement de fond cosmique. Visiblement, ce n’est donc pas le cas. La nature inexpliquée de ces rayons cosmiques conduit aussi les scientifiques à spéculer sur ce qui les rend possibles : certains évoquent des défauts dans la structure de l’espace-temps ou bien encore des collisions de cordes cosmiques. Quant aux sources spatiales possibles de tels UHECR, il y a le choix entre des explosions à l’échelle cosmique, des noyaux galactiques actifs, des sursauts gamma ou bien encore des galaxies en étoile.

A noter que le Telescope Array va encore s’étendre, avec notamment 500 nouveaux détecteurs à scintillateurs qui permettront d’améliorer sensiblement la détection des rayons cosmique à ultra haute énergie.

* Les rayons cosmiques sont des particules subatomiques hautement énergétiques voyageant dans l’espace à une vitesse proche de la lumière et provenant de diverses sources extérieures à notre système solaire. Si la plupart des rayons cosmiques proviennent du Soleil, d’autres, comme les UHECR, ont des origines extragalactiques.

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