Les astronomes ont tracé des particules neutrinos de haute énergie jusqu’à la galaxie active Messier 77, ajoutant aux sources ponctuelles connues de ces particules difficiles à détecter.
Cette découverte ouvre la porte à la neutrinoastronomie, qui utilise les neutrinos pour explorer des aspects de l’univers difficiles à observer, comme la zone poussiéreuse entourant le trou noir supermassif au centre de Messier 77. Lorsque les trous noirs supermassifs au centre des galaxies consomment de la matière, ils émettent des quantités massives de radiations, notamment des rayons gamma, et leurs centres galactiques sont considérés comme “actifs.”
Mais lorsque les rayons gamma émis par Messier 77 sont bloqués par la matière dense qui recouvre le noyau de la galaxie, le neutrino presque sans masse et chargé de manière neutre peut se glisser à travers.
“Les modèles récents de l’environnement des trous noirs dans ces objets suggèrent que le gaz, la poussière et le rayonnement devraient bloquer les rayons gamma qui, autrement, accompagneraient les neutrinos “, Hans Niederhausen, associé postdoctoral de l’Université d’État du Michigan et analyste d’une nouvelle étude publiée jeudi dans la revue Sciencea déclaré dans un communiqué. “Cette détection de neutrinos provenant du noyau de [Messier 77] va améliorer notre compréhension des environnements autour des trous noirs supermassifs.”
Les neutrinos sont similaires aux électrons, mais étant chargés de manière neutre et ne possédant presque aucune masse, ils interagissent très faiblement avec d’autres matières et énergies. Ils se présentent sous deux formes, les neutrinos de basse énergie et ceux de haute énergie.
Les neutrinos de basse énergie sont produits par des processus thermonucléaires comme ceux du cœur du Soleil. Mais les neutrinos de haute énergie, ce qui signifie qu’ils ont été accélérés à des vitesses beaucoup plus élevées, sont censés être formés par des collisions de rayons cosmiques de haute énergie dans l’espace.
La révélation de l’origine des neutrinos cosmiques et de la relation entre les neutrinos, les rayons gamma et les rayons cosmiques est cruciale pour déchiffrer les processus fondamentaux qui se produisent dans tout l’Univers”, a écrit Kohta Murase, professeur de physique à l’Université d’État de Pennsylvanie, dans un article publié dans le magazine “The World”. Science ainsi que les nouvelles découvertes de Messier 77.
Pour détecter les neutrinos de haute énergie, l’observatoire de neutrinos IceCube de la National Science Foundation a enfoui des instruments sensibles dans 1 milliard de tonnes de glace à un kilomètre et demi sous la surface de l’Antarctique. L’observatoire IceCube a détecté la première source ponctuelle connue de neutrinos de haute énergie en 2018, TXS 0506+056, une galaxie active émettant des jets de rayonnement directement vers la Terre, qui se trouve à environ 4 milliards d’années-lumière.
Messier 77 est beaucoup plus proche, à 47 millions d’années-lumière de la Terre, ce qui en fait l’une des plus proches sources identifiées de neutrinos de haute énergie.
L’observatoire IceCube a détecté 80 neutrinos de haute énergie provenant de Messier 77, et avec des recherches supplémentaires, les émissions de neutrinos de Messier 77 pourraient devenir la norme à laquelle les futures observations astronomiques de neutrinos seront comparées.
“Un seul neutrino peut isoler une source. Mais seule une observation avec de multiples neutrinos permettra de révéler le noyau obscur des objets cosmiques les plus énergétiques”, a déclaré Francis Halzen, professeur de physique à l’université de Wisconsin-Madison et chercheur principal de la nouvelle étude. Bien que 80 neutrinos ne soient pas encore suffisants pour répondre à toutes les questions de son équipe, “ils constituent définitivement la prochaine grande étape vers la réalisation de l’astronomie des neutrinos.”
