Un neutrino de haute énergie traçé jusqu’à la galaxie « Shadow Blaster »
Les astronomes ont récemment réussi à retracer un neutrino de haute énergie, surnommé « particule fantôme », jusqu’à la galaxie Shadow Blaster, située à 11 milliards d’années-lumière de la Terre. Ce neutrino a voyagé vers nous depuis que l’univers, âgé de 13,8 milliards d’années, n’avait que 3 milliards d’années.
Cette découverte constitue la première preuve que des galaxies en formation d’étoiles, comme Shadow Blaster, jouent un rôle significatif dans la création de neutrinos cosmiques de haute énergie. Ces particules, qui n’ont pratiquement pas de masse et pas de charge électrique, traversent la matière sans interagir, se déplaçant presque à la vitesse de la lumière. Pour donner une idée de leur abondance, plus de 65 milliards de neutrinos traversent chaque pouce carré de votre corps chaque seconde, soit environ 100 milliards par centimètre carré.
Malgré la difficulté de détecter ces particules, les scientifiques en ont observé depuis les années 1960, mais seules quelques sources ont été identifiées. Les neutrinos sont les particules les plus abondantes dans l’univers après les photons, et les sources connues ne suffisent pas à expliquer cette abondance, ce qui a incité les chercheurs à chercher d’autres sources cachées, en particulier celles capables d’accélérer les neutrinos à des énergies élevées. La galaxie Shadow Blaster, désignée officiellement JCMT0402−0424, a été identifiée comme une source potentielle de neutrinos en raison de son éclat en infrarouge.
« Shadow Blaster possède un environnement dense et riche en gaz qui, selon les modèles théoriques, pourrait produire efficacement des neutrinos de haute énergie, » a déclaré Yuji Urata de MITOS Science Co., LTD à Taïwan. « Si cela est confirmé, Shadow Blaster serait la première galaxie individuelle en formation d’étoiles directement liée à un événement de neutrino de haute énergie. »
Jusqu’à présent, aucune autre source crédible n’a été identifiée comme potentielle source de ce neutrino de haute énergie, désigné IC 210922A.
Les astronomes ont été alertés de l’existence de IC 210922A il y a environ cinq ans, lorsque cet événement de neutrino a été détecté par l’IceCube Neutrino Observatory en Antarctique. Cette détection a incité la communauté astronomique à scruter le ciel dans la direction de la constellation d’Éridan pour trouver des sources potentielles. Cependant, aucune contrepartie électromagnétique convaincante n’a été trouvée.
Urata et son équipe ont commencé leur recherche avec le télescope James Clerk Maxwell (JCMT) et le Submillimeter Array (SMA), découvrant Shadow Blaster comme une galaxie correspondant à la position et à la luminosité attendues pour IC 210922A. Ils ont ensuite utilisé l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) pour approfondir leur étude.
La détection de cette galaxie a été facilitée par le phénomène de lentille gravitationnelle, qui se produit lorsqu’un objet massif se trouve entre la Terre et une source éloignée, courbant l’espace-temps. Cela a permis d’amplifier la lumière de Shadow Blaster.
L’étude a révélé que Shadow Blaster est une galaxie avec un cœur compact, rempli de nuages de gaz et de poussière, alimentant une intense formation d’étoiles. Cette région pourrait agir comme un accélérateur de particules puissant, même en l’absence d’un trou noir supermassif actif.
Les galaxies en formation intense, ou galaxies « starburst », étaient probablement répandues il y a environ 10 milliards d’années dans l’univers primitif, et pourraient avoir produit de nombreux neutrinos de haute énergie. Les chercheurs estiment que cette population pourrait contribuer jusqu’à 20 % de l’arrière-plan diffus de neutrinos observé par IceCube.
Cette recherche a été publiée dans la revue Nature Astronomy le 17 juin.
Source : Space.com
