Le plus puissant accélérateur de particules de la Galaxie identifié

Le trou noir de 4 millions de masses solaires qui occupe le centre de la Voie lactée est très probablement la source des plus puissants rayons cosmiques produits dans la Galaxie. L'équipe de l'observatoire HESS est parvenue à ce résultat en analysant dix années cumulées d'observation.

Mille fois plus puissant que le Cern

Les rayons cosmiques galactiques sont des particules produites dans la Galaxie et qui la sillonnent à grande vitesse. Elles peuvent atteindre une énergie de quelques pétaélectronvolts (10^15 électronvolts), mille fois supérieure à celle que l'on peut produire au Cern.

HESS (High Energy Stereoscopic System), installé en Namibie, n'observe pas directement les rayons cosmiques de haute énergie. En revanche, il est capable de voir les photons gamma que ces protons accélérés produisent lorsqu'ils percutent les atomes du gaz interstellaire.

Ce que montrent les données patiemment accumulées avec HESS, c'est que ces photons sont principalement émis depuis les 30 années-lumière centrales de la Galaxie. Là où trône son trou noir supermassif, Sagittarius A* (Sgr A*). Par ailleurs, ils sont émis depuis des milliers d'années.

La fin d'un mystère ?

« Plusieurs sources de rayons cosmiques sont présentes dans le centre galactique », prévient toutefois l'équipe de HESS dans la revue Nature. « Au-delà du trou noir supermassif, les sources alternatives de rayons cosmiques qui pourraient être responsables de l'émission gamma incluent des restes de supernovae, des amas stellaires et des filaments radio. »

En effet, la vaste gamme d'énergie que couvrent les rayons cosmiques galactiques, de 10^9 à 10^15 eV (les rayons cosmiques d'origine extragalactique atteignent eux 10^20 eV !), est produite par des mécanismes d'émissions très différents !

Cette fois cependant, aucune de ces trois sources ne parvient à reproduire totalement les caractéristiques du signal détecté par HESS.

Les restes de supernovae sont capables d'accélérer les particules jusqu'au pétaélectronvolt, mais pas en continu pendant des milliers d'années. Les vents stellaires des étoiles massives au sein des amas soufflent pendant des millions d'années, mais ils ne sont pas assez puissants. Quant aux champs magnétiques trahis par les filaments radio, ils s'étendent bien au-delà de la petite zone de 30 années-lumière autour de Sgr A* !

Seul candidat restant en lice, le trou noir central de la Galaxie serait ainsi son premier, et peut-être seul, « Pevatron ».

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