Les scientifiques pensent avoir résolu un mystère centenaire à propos de l’Univers

Une équipe germano-suisse a sans doute résolu un mystère cosmique tenace, en confirmant de façon probante qu’un sous-ensemble d’objets astronomiques étaient à l’origine de neutrinos cosmiques frappant notre planète.

Des blazars PeVatron

Depuis de longues décennies, les astrophysiciens tentent de déterminer précisément la source des particules chargées se déplaçant à une vitesse proche de la lumière et bombardant la Terre. Notoirement difficiles à retracer, celles-ci peuvent être déviées lorsqu’elles voyagent dans le cosmos en raison de leur charge. Pour résoudre ce mystère, la communauté scientifique compte sur les neutrinos, des particules neutres également produites par les rayons cosmiques, qui possèdent une masse très faible et n’interagissent pas avec la matière.

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En 2017, des chercheurs avaient réussi à remonter la piste d’un neutrino à haute énergie grâce à l’observatoire de neutrinos IceCube, en Antarctique, suggérant qu’il émanait d’un blazar appelé TXS 0506+056. Faisant partie des objets les plus extrêmes du cosmos, ces noyaux galactiques lointains sont alimentés par des trous noirs supermassifs.

Grâce aux données d’IceCube et à un catalogue d’objets astronomiques, Marco Ajello et ses collègues pensent avoir identifié le sous-ensemble de blazars à l’origine de ces neutrinos « cosmiques ». Selon l’équipe, les chances qu’il s’agisse d’une coïncidence, sont inférieures à une sur un million.

« Nous avions obtenu un premier indice il y a cinq ans, désormais nous disposons de preuves observationnelles irréfutables », écrivent les auteurs de la nouvelle étude, parue dans la revue Astrophysical Journal Letters. « Ces résultats démontrent pour la première fois que le sous-échantillon de blazars PeVatron sont des sources de neutrinos extragalactiques et donc des accélérateurs de rayons cosmiques. »

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Une avancée majeure pour l’astrophysique

Selon Ajello, découvrir la source des neutrinos à haute énergie constitue une avancée majeure pour l’astrophysique. Si l’étude étroite des blazars aidera les scientifiques à déterminer ce qui en fait de bons accélérateurs de particules, la compréhension conjointe de différents « messagers », tels que les rayons cosmiques, les neutrinos et les ondes gravitationnelles, offrira un cadre plus large pour étudier et comprendre l’Univers.

« Cela pourrait être comparé au fait de pouvoir sentir, entendre et voir en même temps », explique le chercheur. « Pouvoir s’appuyer sur des détections multiples de différents messagers offre un aperçu beaucoup plus détaillé du cosmos que celui que vous obtiendriez en vous basant uniquement sur la lumière. »