Crédit d'image: NASA
Les astronomes de la NASA pensent que les quasars à la retraite pourraient être une source de rayons cosmiques rares de haute énergie. La source des rayons cosmiques est un mystère, mais les astronomes ont calculé qu'ils doivent provenir d'objets situés à moins de 200 millions d'années-lumière de la Terre - ces «quasars à la retraite» pourraient en être la source.
Ils sont vieux mais pas oubliés. Les galaxies quasars «à la retraite» voisines, des milliards d'années après leurs jours de gloire en tant que balises les plus brillantes de l'Univers, peuvent être la source actuelle de rayons cosmiques rares et de haute énergie, les morceaux de matière les plus rapides connus et dont l'origine a été un mystère de longue date, selon des scientifiques de la NASA et de l'Université de Princeton.
Les scientifiques ont identifié quatre galaxies elliptiques qui ont peut-être commencé cette deuxième carrière de production de rayons cosmiques, toutes situées au-dessus de la poignée de la Grande Ourse et visibles avec des télescopes d'arrière-cour. Chacun contient un trou noir central d'au moins 100 millions de masses solaires qui, si elles tournent, pourraient former une batterie colossale envoyant des particules atomiques, comme des étincelles, se propager vers la Terre à une vitesse proche de la lumière.
Ces résultats sont discutés aujourd'hui lors d'une conférence de presse lors de la réunion conjointe de l'American Physical Society et de la Division d'astrophysique des hautes énergies de l'American Astronomical Society à Albuquerque, N.M. L'équipe comprend le Dr Diego Torres de l'Université de Princeton et les Drs. Elihu Boldt, Timothy Hamilton et Michael Loewenstein du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Md.
Les galaxies quasars sont des milliers de fois plus brillantes que les galaxies ordinaires, alimentées par un trou noir central avalant de grandes quantités de gaz interstellaire. Dans les galaxies avec ce que l'on appelle des restes de quasar, le noyau du trou noir n'est plus une forte source de rayonnement.
"Certains restes de quasars ne sont peut-être pas aussi sans vie après tout, occupant leurs dernières années", a déclaré Torres. "Pour la première fois, nous voyons un indice d'une possible connexion entre les directions d'arrivée des rayons cosmiques à ultra-haute énergie et les emplacements dans le ciel des galaxies dormantes voisines abritant des trous noirs supermassifs."
Les rayons cosmiques à très haute énergie représentent l'un des plus grands mystères de l'astrophysique. Chaque rayon cosmique - essentiellement une seule particule subatomique telle qu'un proton se déplaçant juste à côté de la vitesse de la lumière - contient autant d'énergie qu'un terrain de baseball des ligues majeures, plus de 40 millions de milliards d'électrons volts. (L'énergie de repos d'un proton est d'environ un milliard d'électrons volts.) La source des particules doit se trouver à moins de 200 millions d'années-lumière de la Terre, car les rayons cosmiques d'au-delà de cette distance perdraient de l'énergie pendant qu'ils traversaient l'obscurité du rayonnement micro-ondes cosmique. imprégnant l'Univers. Cependant, il existe une incertitude considérable quant aux types d'objets dans les 200 millions d'années-lumière qui pourraient générer de telles particules énergétiques.
"Le fait même que ces quatre galaxies elliptiques géantes soient apparemment inactives en fait des candidats viables pour générer des rayons cosmiques à ultra-haute énergie", a déclaré Boldt. L'immersion du rayonnement d'un quasar actif amortirait l'accélération des rayons cosmiques, sapant la majeure partie de leur énergie, a déclaré Boldt.
L'équipe concède qu'elle ne peut pas déterminer si les trous noirs dans ces galaxies tournent, une condition de base pour une dynamo compacte pour accélérer les rayons cosmiques à ultra-haute énergie. Pourtant, les scientifiques ont confirmé l'existence d'au moins un trou noir supermassif en rotation, annoncé en octobre 2001. La théorie dominante est que les trous noirs supermassifs tournent au fur et à mesure qu'ils accumulent de la matière, absorbant l'énergie orbitale de la matière infaillible.
Des rayons cosmiques à ultra-haute énergie sont détectés par des observatoires au sol, tels que le réseau de douches à air géant Akeno près de Yamanashi, au Japon. Ils sont extrêmement rares, frappant l'atmosphère terrestre à un rythme d'environ un par kilomètre carré par décennie. La construction est en cours pour l'Observatoire Auger, qui couvrira 3 000 kilomètres carrés (1 160 miles carrés) sur une plaine élevée dans l'ouest de l'Argentine. Une mission proposée par la NASA appelée OWL (Orbiting Wide-angle Light-collectors) détecterait les rayons cosmiques de plus haute énergie en regardant l'atmosphère depuis l'espace.
Loewenstein rejoint le Laboratoire Goddard de NASA pour l'astrophysique des hautes énergies en tant qu'associé de recherche à l'Université du Maryland, College Park. Hamilton, également membre du laboratoire, est membre du Conseil national de recherches.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
