La nouvelle ère de l’astronomie multimessager

Les astronomes de l’observatoire de neutrinos IceCube dans l’Antarctique ont dépisté la première source de rayons cosmiques : un trou noir supermassif dans une galaxie distante de 4 milliards d’années-lumière. Cette découverte longtemps attendue pourrait ouvrir la voie à une toute nouvelle manière d’étudier le cosmos.

En 1912, le physicien Victor Hess découvrait que la Terre est constamment frappée par des particules énergétiques provenant de l’espace, qu’il appela les rayons cosmiques. Depuis, les astronomes sont en quête de la source responsable de la diffusion de ces particules puissantes.

Il se pourrait que la réponse ait aujourd’hui été trouvée. Deux nouvelles études publiées le 6 juillet dans le magazine Science [inclure le lien], expliquent comment une équipe de physiciens a découvert qu’une des sources de rayons cosmiques est un type spécial de galaxie appelé blazar. Le blazar contient en son centre des trous noirs supermassifs qui déchirent la matière en ses parties constituantes et projettent ensuite des particules subatomiques dans l’espace.

La découverte a été rendue possible lorsque l’observatoire de neutrinos IceCube, installé au Pôle Sud, a détecté une particule subatomique présente dans les rayons cosmiques et appelée neutrino. Ce neutrino était inhabituel, transportant une énergie de plus de 100 Téraélectronvolts, soit environ 10 fois l’énergie qui peut être atteinte par des particules à l’intérieur des accélérateurs les plus puissants sur terre.

Les neutrinos sont cruciaux dans la compréhension de notre univers car il est possible de remonter jusqu’à leur origine. Non seulement ils parcourent de longues distances à une vitesse proche de la lumière en provenance d’endroits autrement impénétrables, tels que les noyaux d’étoiles, mais, n’ayant pas de charge électrique, ils ne sont pas affectés par les champs magnétiques interstellaires et intergalactiques. Les neutrinos traversent l’univers aussi droit que leur permet la gravité einsteinienne.

Outre qu’elles confirment éventuellement que les blazars sont une source de rayons cosmiques hautement énergétiques, ces études confortent la possibilité d’utiliser les neutrinos comme une sorte de télescope pour des objets situés au-delà de notre système solaire. C’est important, car nous ne connaissons encore que très peu les rayons cosmiques.

Le début de l’ère de l’astronomie multimessager

Cette découverte, alliée à la détection des ondes gravitationnelles par le télescope LIGO, marque le début d’une nouvelle discipline en astronomie, appelée l’astronomie multimessager.

Quasiment toutes nos connaissances actuelles sur le cosmos proviennent de l’observation de différentes formes de lumière : infrarouge, ultraviolet, ondes radio, rayons X et rayons gamma. Ces rayonnements électromagnétiques ne sont toutefois qu’un des quatre « messagers » provenant de l’univers, avec les neutrinos, les rayons cosmiques et les ondes gravitationnelles. La nouvelle discipline de l’astronomie multimessager tente de combiner les signaux de différents messagers pour obtenir une nouvelle vision plus complète du cosmos.

LE FUTUR DE L'EXPLORATION SPATIALE