Le Soleil émet un rayonnement inexplicable

Une quantité anormalement élevée de rayons gamma à très haute énergie a été détectée en provenance du Soleil, et il s’avère qu’aucun de nos modèles théoriques ne peut actuellement l’expliquer.

Un rayonnement gamma de l’ordre du téraélectronvolt

La plupart des rayons gamma que nous observons en provenance de notre astre sont produits par les rayons cosmiques, des particules chargées qui traversent le cosmos à des vitesses incroyables. Lorsque ces dernières frappent le Soleil, les champs magnétiques de l’étoile peuvent les renvoyer et les projeter vers la Terre. Ce faisant, elles entrent en collision avec les particules de l’atmosphère solaire et créent des rayons gamma.

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Si nous savions déjà que le Soleil pouvait produire un rayonnement électromagnétique intense, l’examen de six années de données de l’observatoire High Altitude Water Cherenkov (HAWC), au Mexique, a révélé l’existence de rayons gamma de l’ordre du téraélectronvolt (TeV), soit un niveau d’énergie similaire à celui des particules s’entrechoquant dans le Grand collisionneur de hadrons.

« C’était complètement inattendu », souligne Mehr Un Nisa, de l’université d’État du Michigan. « Cette lumière s’avère un milliard de milliard de fois plus énergétique que celle produite par une ampoule classique. »

Selon les auteurs de la nouvelle étude, publiée dans la revue Physical Review Letters, notre étoile devrait normalement repousser les rayons cosmiques les plus énergétiques, minimisant ainsi les chances qu’ils interagissent avec l’atmosphère solaire pour générer des rayons gamma. Bien que certains signes de « répulsion » aient été observés durant le pic d’activité magnétique du cycle solaire (d’une durée de 11 ans), il semble qu’une bonne partie d’entre eux parviennent à atteindre l’étoile.

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« Les modèles actuels ne permettent pas d’obtenir une telle quantité de rayonnement de haute énergie »

« Compte tenu de ce que nous savons de l’atmosphère du Soleil, de sa densité et de la nature de ses champs magnétiques, les modèles actuels ne permettent pas d’obtenir une telle quantité de rayonnement de haute énergie », explique M. Nisa.

Bien que certaines idées exotiques, telles que la capture d’hypothétique matière noire par l’étoile, pouvant s’annihiler pour produire des particules susceptibles d’être émises sous forme de rayons gamma, aient été proposées, elles ne correspondent pas aux données de HAWC.

« Toute explication impliquant de nouvelles particules à l’intérieur du Soleil ne produirait pas naturellement des variations dans la quantité de rayons gamma de haute énergie au cours d’un cycle solaire », détaille Nisa. « Pour l’instant, la façon dont notre étoile produit autant de lumière à haute énergie reste un mystère. »

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