2007-2008

Un accélérateur de particules au ciel - Des astronomes de l'UNIGE traquent des rayons X à haute énergie

Une équipe de l’Université de Genève (UNIGE) est parvenue à visualiser, pour la première fois, des rayons X à haute énergie émanant d’un amas de galaxies, au moyen du satellite Integral. Trop énergétique pour résulter des gaz présents dans l’amas, ce rayonnement trahit le remue-ménage d’ondes de choc géantes, qui agissent sur les électrons comme un accélérateur de particules vingt fois plus puissant que le LHC du CERN. L’étude fait prochainement l’objet d’une publication dans la revue Astronomy & Astrophysics.

A l’Integral Science Data Centre (ISDC) de l’Université de Genève (UNIGE), où sont centralisées toutes les observations astronomiques effectuées par le satellite Integral, Stéphane Paltani et Dominique Eckert sont intrigués par des rayons X provenant d’Ophiuchus, l’un des amas de galaxies les plus massifs de l’Univers proche.

Des particules chahuteuses ?

Or, le tandem a en mémoire une étude effectuée il y a quatre ans dans l’amas de Coma et qui suggérait l’existence de rayons X à haute énergie issus de cette structure. Reprenant les images du ciel fournies par Integral au cours des cinq dernières années, les astrophysiciens de l’UNIGE sont parvenus à vérifier que

le même type de phénomène a cours dans l’amas d’Ophiuchus. A la source de ce rayonnement, ils admettent deux hypothèses, qui impliquent chacune des particules dites «relativistes» parce qu’elles se déplacent à une vitesse proche de celle de la lumière ; en l’occurrence il s’agit d’électrons, qui signent l’œuvre d’un véritable accélérateur de particules naturel.

Des particules chahutées !

Soit ces particules, plongées dans un champ magnétique, révolutionnent en spirale suivant les lignes du champ tout en libérant du rayonnement synchrotron. Soit le rayonnement découle de l’entrée en collision des électrons avec des micro-ondes qui datent de l’origine de l’Univers et qui baignent la totalité de l’espace. Sous l’effet de ces heurts violents, les électrons perdent de l’énergie, qui prend la forme de rayons X. Déterminer lequel de ces deux scénarios est exact, tel est désormais l’objectif des chercheurs.

Pour y parvenir, ils prévoient à présent d’explorer la structure des ondes radio, afin d’évaluer les propriétés des électrons relativistes et l’intensité du champ magnétique. Les électrons subissent probablement leur extraordinaire accélération en raison d’ondes de choc géantes qui traversent l’amas. Selon les astronomes de l’UNIGE, ces dernières résultent de la collision d’Ophiuchus et d’un amas secondaire, un épisode au cours duquel le premier amas a gobé le second.

Dans les couloirs du temps

Quand cette assimilation s’est-elle produite ? C’est la question à laquelle veulent aussi répondre Stéphane Paltani et Dominique Eckert. Dans le «scénario synchrotron», les électrons perdent de l’énergie à toute allure, ce qui implique une accélération des particules qui se produit encore en ce moment même. Dans le «scénario micro-ondes», la perte énergétique prend beaucoup plus de temps ; la collision a pu survenir n’importe quand dans le passé.la collision a pu survenir n’importe quand dans le passé.

Enfin, une donnée est acquise : la nature a transformé l’amas de galaxies d’Ophiuchus en un gigantesque accélérateur de particules, capable même peut-être d’accélérer des particules jusqu’à des énergies vingt fois plus élevées que celles dont sera capable le Large Hadron Collider (LHC), dernier-né des accélérateurs du CERN, prochainement inauguré. La comparaison s’arrête là, car si le diamètre du LHC mesure 27 kilomètres, celui Ophiuchus s’étire, lui, sur deux millions d’années-lumière.

Contacts:

Pour obtenir de plus amples informations, n’hésitez pas à contacter

Stéphane Paltani au 022 379 21 49

ou Dominique Eckert au 022 379 21 48

24 janvier 2008
  2007-2008