Les rayons cosmiques constitués de particules hautement chargées électriquement bombardent en permanence l'atmosphère terrestre. Ces particules viennent de l'espace extra-atmosphérique, elles ont parcouru des milliards d'années-lumière. Cependant, d'où proviennent-ils? Qu'est-ce qui les propulse à travers l'Univers avec une force aussi formidable ? Ces questions comptent parmi les défis les plus importants de l'astrophysique depuis plus d'un siècle.
Une équipe de recherche internationale dirigée par le Université de Würzburg et par Université de Genève (UNIGE) éclaire un aspect de ce mystère : les neutrinos seraient nés dans les blazars, noyaux galactiques alimentés par des supermassifs les trous noirs.
Sara Buson y a toujours pensé comme une tâche importante. En 2017, le chercheur et ses associés ont introduit pour la première fois un blazar (TXS 0506+056) comme source potentielle de neutrinos. Cette étude a déclenché un débat scientifique sur l'existence réelle d'un lien entre les blazars et neutrinos de haute énergie.
Après avoir franchi cette première étape positive, l'équipe du professeur Buson a reçu un financement du Conseil européen de la recherche pour lancer un ambitieux projet de recherche multi-messagers en juin 2021. L'analyse de nombreux signaux (ou « messagers », par exemple les neutrinos) de l'Univers est requis. L'objectif principal est de faire la lumière sur l'origine des neutrinos astrophysiques, confirmant potentiellement blazar comme la première source hautement certaine de neutrinos extragalactiques de haute énergie.
Le projet affiche aujourd'hui son premier succès. Les scientifiques confirment que les blazars peuvent être associés en toute confiance aux neutrinos astrophysiques avec un degré de certitude sans précédent.
Andrea Tramacere de l'Université de Genève a déclaré : « Le processus d'accrétion et la rotation du trou noir conduisent à la formation de jets relativistes, où les particules sont accélérées et émettent des radiations jusqu'à des énergies de mille milliards de celle de la lumière visible ! La découverte de la connexion entre ces objets et les rayons cosmiques pourrait être la "pierre de Rosette" de l'astrophysique des hautes énergies !
Les scientifiques ont utilisé les données sur les neutrinos de l'observatoire IceCube Neutrino en Antarctique et de BZCat, l'un des catalogues de blazars les plus précis. A partir de ces données, ils devaient prouver que les blazars dont les positions directionnelles coïncidaient avec celles des neutrinos n'étaient pas là par hasard.
Les scientifiques développent ensuite un logiciel qui peut estimer à quel point les distributions de ces objets dans le ciel se ressemblent.
Andrea Tramacere a dit, « Après plusieurs lancers de dés, nous avons découvert que l'association aléatoire ne pouvait dépasser celle des données réelles qu'une fois sur un million d'essais ! C'est une preuve solide que nos associations sont correctes.
Malgré leur réussite, l'équipe de l'étude estime que le nombre de choses dans cet échantillon initial n'est que la "partie émergée de l'iceberg". Ils ont recueilli de "nouvelles preuves d'observation" grâce à leurs efforts, qui sont l'élément clé dans la création de modèles plus précis d'accélérateurs astrophysiques.
Les scientifiques noté, « Ce que nous devons faire maintenant, c'est comprendre la principale différence entre les objets qui émettent des neutrinos et ceux qui n'en émettent pas. Cela nous aidera à comprendre dans quelle mesure l'environnement et l'accélérateur « se parlent ». Nous pourrons alors éliminer certains modèles, améliorer le pouvoir prédictif d'autres et, enfin, ajouter plus de pièces à l'éternel puzzle de l'accélération des rayons cosmiques !
Journal de référence:
- Sara Buson, Andrea Tramacere, et al. Début d'un voyage à travers l'univers : la découverte d'usines à neutrinos extragalactiques. Publié le 2022 juillet 14 • © 2022. Le(s) auteur(s). Publié par la Société astronomique américaine. EST CE QUE JE: 10.3847/2041-8213/ac7d5b
