Amaterasu, cet extraordinaire rayon cosmique laisse les astronomes perplexes

La physique des particules, un domaine déjà jonché de découvertes fascinantes, vient de franchir un nouveau seuil avec la découverte d’une particule de haute énergie, surnommée « Amaterasu » ou « déesse du soleil ». Cette découverte, réalisée par l’expérience Telescope Array dans le désert de l’Utah, a surpris la communauté scientifique par son niveau d’énergie sans précédent. 

Une particule exceptionnelle

Amaterasu se distingue par son niveau d’énergie, un million de fois supérieur à celui généré par les accélérateurs de particules les plus avancés. Détectée pour la première fois le 27 mai 2021 par l’expérience Telescope Array dans l’Utah, cette particule se caractérise par un niveau d’énergie stupéfiant, atteignant 224 exaélectronvolts (EeV). Le niveau d’énergie d’Amaterasu est désormais comparable à celui du rayon cosmique le plus intense jamais découvert, la particule « Oh-My-God », qui a été capté en octobre 1991. L’énergie de cette particule était de 320 EeV.

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Ces particules proviennent de régions lointaines de l’espace, tout comme la particule « Oh-My-God ». La particule a été appelée « Amaterasu » en l’honneur d’Amaterasu Ōmikami, la déesse mythologique japonaise signifiant « brillant dans le ciel », qui règne sur le soleil et l’Univers. La particule Amaterasu est aussi mystérieuse que son légendaire homonyme.

Toshihiro Fujii, chercheur à l’université métropolitaine d’Osaka, et les scientifiques derrière cette découverte soulignent que la trajectoire et la source de la particule restent inexpliquées. Aucun objet astrophysique ou événement cosmique connu ne semble correspondre à son point d’origine. « Il s’agit de la particule chargée la plus énergétique jamais détectée par l’expérience Telescope Array », a déclaré Fujii.

Les hypothèses sur l’origine de la particule

La direction d’où semble provenir la particule Amaterasu est dépourvue d’objets astronomiques ou d’événements cosmiques. C’est pourquoi les experts ne sont pas certains de la cause précise de sa naissance. Fujii a quelques options à étudier même si les origines de la particule d’Amaterasu ne sont pas encore claires. Certains de ces concepts pourraient dépasser les limites du modèle standard de la physique des particules. 

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Les scientifiques explorent plusieurs théories pour expliquer l’origine d’Amaterasu. Parmi celles-ci, la particule pourrait avoir été propulsée par des événements incroyablement puissants, tels que des sursauts de rayons gamma ou des jets émanant de trous noirs supermassifs qui se nourrissent au cœur des noyaux actifs de galaxie. 

Une autre hypothèse audacieuse implique la matière noire super lourde, suggérant que cette particule pourrait être un messager de phénomènes encore inconnus, dépassant les limites du modèle standard de la physique des particules. Ces théories, si elles se confirment, pourraient révolutionner la compréhension des forces fondamentales de l’Univers.

Vers de nouvelles découvertes en astrophysique

La détection initiale d’Amaterasu avec l’expérience Telescope Array, qui consiste en 507 détecteurs dispersés sur 699 kilomètres carrés dans le désert de l’Utah, avait d’abord été prise pour une erreur en raison de son niveau d’énergie exceptionnel. Cependant, après vérification des détails de l’événement, la validité de la découverte a été confirmée.

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La recherche sur Amaterasu ne fait que commencer. Le projet Telescope Array, actif depuis 2008 dans l’Utah, va subir une mise à niveau pour augmenter sa sensibilité. Cette amélioration devrait permettre de détecter davantage de particules similaires, ce qui aidera les scientifiques à mieux comprendre la mystérieuse particule. 

Les résultats de cette recherche, publiés dans la revue Science, marquent un tournant potentiel dans l’étude de l’astrophysique des hautes énergies et de la physique des particules. L’équipe de Fujii et d’autres scientifiques espèrent l’arrivée de nouveaux observatoires de haute technologie pour enrichir la chasse aux rayons cosmiques et faciliter une étude plus détaillée d’Amaterasu.