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

Les astronomes impliqués dans l’expérience du Telescope Array dans le désert de l’Ouest de l’Utah ont détecté un rayon cosmique ultra-énergétique (UHECR) d’une énergie colossale 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 si célèbre « Oh-My-God » avec une énergie encore plus impressionnante de 320 EeV. Les astronomes ont baptisé cet événement le « particule Amaterasu », du nom de la déesse shintoïste du soleil censée avoir créé le Japon. On pourrait même l’appeler la « particule Oh-My-Goddess ». Les rayons cosmiques sont des particules subatomiques extrêmement énergétiques se déplaçant dans l’espace à une vitesse proche de celle de la lumière. Techniquement, un rayon cosmique n’est rien d’autre qu’un noyau atomique composé d’un proton ou d’un amas de protons et de neutrons. La plupart proviennent du Soleil, mais d’autres viennent d’objets situés en dehors de notre système solaire. Lorsque ces rayons frappent l’atmosphère terrestre, 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, grâce à une série de ascensions dans un ballon à hydrogène pour effectuer des mesures de radiation dans l’atmosphère avec un électroscope. Il a constaté que le taux d’ionisation était trois fois plus élevé que celui enregistré au niveau de la mer, contredisant ainsi une théorie concurrente selon laquelle cette radiation provenait des roches de la Terre. Si vous avez déjà vu un brouillard de chambre dans un musée des sciences, les traces de rayons cosmiques ressemblent à de petites lignes blanches filiformes, semblables aux minuscules contrails de jet. Les rayons cosmiques se présentent sous une large gamme d’énergies, avec les moins énergétiques étant les plus courants. Ce sont les rayons cosmiques que Hess a détectés, et ceux qui sont les plus susceptibles d’apparaître dans un brouillard de chambre de musée. Il existe une limite théorique, proposée en 1965, à l’énergie que peut avoir un rayon cosmique : pas plus de 50 EeV provenant de plus de 300 millions d’années-lumière de la Terre. Cela est dû au fond diffus cosmique, le rayonnement résiduel du Big Bang qui imprègne l’univers, découvert en 1964. Tous les rayons cosmiques se déplaçant plus loin seraient détruits par des interactions avec le CMB avant d’atteindre les détecteurs terrestres. Cette limite est connue sous le nom de « coupe GZK » du nom des scientifiques qui l’ont proposée (Kenneth Greisin, Georgiy Zatsepin et Vadim Kuzmin). La découverte en 1991 de la particule « Oh-My-God » a remis en question cette théorie prévalente, frappant l’atmosphère terrestre à une vitesse très proche de celle de la lumière et apparemment provenant de la constellation de Persée dans l’hémisphère nord. Elle transportait l’équivalent énergétique d’une boule de bowling lâchée à hauteur d’épaule, empaquetée étroitement dans une particule subatomique. Les astronomes n’ont rien vu de tel depuis, bien qu’ils aient détecté des dizaines d’événements qui qualifient les UHECR au cours des décennies suivantes.

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