« Amaterasu » : les astronomes détectent le rayon cosmique d’énergie la plus élevée depuis 1991

Les astronomes impliqués dans l’expérience du Télescope Array dans le désert de l’Ouest de l’Utah ont détecté un rayon cosmique ultra-énergétique (UHECR) d’une énergie de 244 EeV, selon un nouvel article publié dans la revue Science. C’est le rayon cosmique le plus énergétique détecté depuis 1991, lorsque les astronomes ont détecté la particule «Oh-My-God», avec des énergies même plus impressionnantes de 320 EeV. Les astronomes ont baptisé cet événement le «particule Amaterasu», du nom de la déesse du soleil shintoïste censée avoir créé le Japon. On pourrait même l’appeler la «particule Oh-My-Goddess». Les rayons cosmiques sont des particules subatomiques très énergétiques se déplaçant dans l’espace à proximité de la vitesse de la lumière. Techniquement, un rayon cosmique n’est qu’un noyau atomique composé d’un proton ou d’un cluster de protons et de neutrons. La plupart d’entre eux proviennent du Soleil, mais d’autres viennent d’objets situés en dehors de notre système solaire. Lorsque ces rayons frappent l’atmosphère de la Terre, ils se désintègrent en une pluie d’autres particules (à charge positive et négative). Ils ont été découverts pour la première fois en 1912 par le physicien autrichien Victor Hess dans le cadre d’une série de ascensions dans un ballon à hydrogène pour effectuer des mesures de rayonnement dans l’atmosphère avec un électroscopie. Il a constaté que le taux d’ionisation était trois fois plus élevé que le taux en mer, ce qui a permis de réfuter une théorie concurrente selon laquelle ce rayonnement provenait des roches de la Terre. Si vous avez déjà vu une chambre à nuages ​​dans un musée des sciences, les traces de rayons cosmiques ressemblent à de petites lignes blanches, semblables à de petites traînées de jet. Les rayons cosmiques ont une large gamme d’énergies, les moins énergétiques étant les plus courants. Ce sont les rayons cosmiques que Hess a détectés et ce sont ceux qui sont les plus susceptibles de se retrouver dans une chambre à nuages ​​de musée. Il existe une limite théorique, proposée en 1965, à la quantité d’énergie qu’un rayon cosmique peut avoir: pas plus de 50 EeV en provenance de plus de 300 millions d’années-lumière de la Terre. C’est à cause du rayonnement du fond diffus cosmique, le rayonnement résiduel du Big Bang qui parcourt l’univers, découvert en 1964. Tous les rayons cosmiques se déplaçant plus loin seraient détruits par interaction avec le CMB avant d’atteindre les détecteurs de la Terre. On l’appelle le coupe-circuit GZK en l’honneur des scientifiques qui l’ont proposé (Kenneth Greisen, Georgiy Zatsepin et Vadim Kuzmin). La découverte en 1991 de la particule «Oh-My-God» a remis en cause cette théorie dominante, frappant l’atmosphère de la Terre à une vitesse très proche de celle de la lumière et se déplaçant apparemment à partir de la constellation de Persée dans l’hémisphère nord. Il transportait l’énergie équivalente à une boule de bowling tombée de hauteur d’épaule, emballée de manière compacte dans une particule subatomique. Les astronomes n’ont pas vu son égal depuis, bien qu’ils aient détecté des dizaines d’événements qui qualifient les UHECR au cours des décennies suivantes.

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