La source des rayons cosmiques enfin élucidée

Les rayons cosmiques sont constitués de particules subatomiques qui se déplacent à une vitesse proche de celle de la lumière car accélérées quelque part dans la Voie lactée. En effet, les régions où naissent et meurent des étoiles massives sont suspectées, depuis quelques années, d’accélérer les particules et donc de donner naissance aux rayons cosmiques. Ces rayons bombardent en permanence l’ensemble du système solaire et donc, par extension, la Terre.
Bien que découverts en 1912, ces rayons ont une origine relativement mystérieuse. Il semblerait toutefois, selon une étude publiée dans la revue Science du 25 novembre, que des astrophysiciens aient réussi à découvrir la provenance de ces phénomènes. Ils seraient probablement issus de “cocons”, ou superbulles, selon les observations réalisées avec le télescope spatial Fermi de la NASA.
Il est très difficile de tracer l’origine de ces particules relativistes (voyageant presque aussi vite que la lumière), car les champs magnétiques perturbent leur trajectoire, indique Sciences et Avenir. Les physiciens se penchent donc davantage vers la détection des rayons gamma, car ceux-ci résultent des interactions entre les particules des rayons cosmiques et la matière (ou la lumière) de la galaxie.
“Un excès de rayons gamma” détecté
C’est ainsi que l’équipe d’Isabelle Grenier (Université Paris Diderot/CEA, France) et Luigi Tibaldo (Université de Padoue/INFN, Italie) ont pu découvrir une source de rayonnement gamma dans la région de Cygnus X, entre deux amas d’étoiles massives. Les données collectées par Fermi ont en effet révélé “un excès de rayons gamma” explique Luigi Tibaldo. “Nous voyons des rayons cosmiques ayant des énergies de milliers de milliards d’électrons-volts, aussi fortes que dans les plus puissants accélérateurs de particules sur Terre. Ils viennent juste de commencer leur voyage galactique, s’éloignent de leurs sources en zigzagant et émettent des rayons gamma en traversant les nébuleuses environnantes”, a précisé le chercheur.
C’est donc au cœur de “superbulles” de plusieurs dizaines d’années lumières de large que seraient produits les rayons cosmiques. Les cocons, ou bulles, sont creusés par les étoiles massives dont la lumière ultraviolette, intense, chauffe les gaz environnants et les ionise. Dans ces bulles, “le gaz et le champ magnétique y sont brassés de telle manière que les rayons cosmiques, tout juste éjectés de leurs accélérateurs, y restent piégés avant de s’échapper dans des régions interstellaires plus calmes qu’ils peuvent traverser plus librement. Le cocon agit comme un sas entre les sources et le milieu extérieur”, précise Isabelle Grenier, dans un communiqué.
Des questions encore non élucidées
Mais comment les particules sont-elles accélérées ? Que se passe-t-il dans ce fameux “sas” ? Les rayons cosmiques sont-ils accélérés ou au contraire ralentis au sein de la “superbulle” ? Pour y répondre, de nouvelles observations seront nécessaires. Un siècle après leur découverte, les rayons cosmiques nous réservent donc encore des surprises.