Les astronomes ont découvert une particule cosmique de haute énergie appelée « Amaterasu », avec un niveau d’énergie sans précédent de 244 EeV, grâce à l’expérience Telescope Array dans l’Utah. Ce rayon cosmique rare, comparable à la particule historique « Oh-My-God », soulève des questions sur son origine et sa composition.
Particule inconnue extrêmement énergétique provenant de l’espace détectée et nommée d’après le mythe japonais.
Une particule de haute énergie tombe de l’espace jusqu’à la surface de la Terre – on ne sait pas exactement d’où elle vient ni même de quoi il s’agit exactement. Cela peut ressembler à de la science-fiction, mais il s’agit en fait d’une réalité scientifique, comme en témoignent les recherches menées par le professeur agrégé Toshihiro Fujii de la Graduate School of Science et de l’Institut Nambu Yoichiro de physique théorique et expérimentale de l’Université métropolitaine d’Osaka.
Illustration d’artiste du rayon cosmique extrêmement énergétique observé par un réseau de détecteurs de surface de l’expérience Telescope Array, nommé « particule Amaterasu ». Crédit : Université métropolitaine d’Osaka/L-INSIGHT, Université de Kyoto/Ryuunosuke Takeshige
Explorer les phénomènes galactiques
Les rayons cosmiques sont des particules chargées énergétiquement provenant de sources galactiques et extragalactiques. Les rayons cosmiques à énergie extrêmement élevée sont exceptionnellement rares ; ils peuvent atteindre plus de 1018 électrons-volts ou un exa-électron-volt (EeV), ce qui est environ un million de fois supérieur à celui obtenu par les accélérateurs les plus puissants jamais fabriqués par l’homme.
Illustration d’artiste de l’astronomie des rayons cosmiques à ultra haute énergie pour clarifier les phénomènes extrêmement énergétiques par opposition à un rayon cosmique plus faible qui est impacté par des champs électromagnétiques. Crédit : Université métropolitaine d’Osaka/Université de Kyoto/Ryuunosuke Takeshige
L’expérience du réseau de télescopes
À la poursuite de ces rayons depuis l’espace, le professeur Fujii et une équipe internationale de scientifiques mènent l’expérience Telescope Array depuis 2008. Ce détecteur spécialisé de rayons cosmiques se compose de 507 stations de surface à scintillateurs, couvrant une vaste zone de détection de 700 kilomètres carrés dans l’Utah, aux États-Unis. États. Le 27 mai 2021, les chercheurs ont détecté une particule dotée d’un niveau d’énergie énorme de 244 EeV.
Rayon cosmique d’énergie sans précédent
« Quand j’ai découvert pour la première fois ce rayon cosmique à ultra haute énergie, j’ai pensé qu’il devait y avoir une erreur, car il montrait un niveau d’énergie sans précédent au cours des trois dernières décennies », a expliqué le professeur Fujii.
Un tel niveau d’énergie est comparable à celui du rayon cosmique le plus énergétique jamais observé, surnommé la particule « Oh-My-God », qui avait une énergie estimée à 320 EeV lors de sa détection en 1991.
L’animation enregistrée du signal et de l’événement de la particule extrêmement énergétique, surnommée la particule « Amaterasu ». Crédit : Université métropolitaine d’Osaka
Nommer la particule énigmatique
Parmi les nombreux candidats au nom de la particule, le professeur Fujii et ses collègues ont choisi « Amaterasu », du nom de la déesse du soleil qui, selon les croyances shinto, a joué un rôle déterminant dans la création du Japon.
La particule Amaterasu est peut-être aussi mystérieuse que la déesse japonaise elle-même. D’où vient-il? C’était quoi exactement ? Ces questions demeurent. On espère que la particule Amaterasu ouvrira la voie à la lumière sur les origines des rayons cosmiques.
La recherche des origines cosmiques se poursuit
« Aucun objet astronomique prometteur correspondant à la direction d’où le rayon cosmique est arrivé n’a été identifié, ce qui suggère la possibilité de phénomènes astronomiques inconnus et de nouvelles origines physiques au-delà du modèle standard », a réfléchi le professeur Fujii. « À l’avenir, nous nous engageons à continuer d’exploiter l’expérience Telescope Array, alors que nous nous lançons, grâce à notre expérience améliorée en cours avec des sensibilités quadruples, baptisée TAx4, et des observatoires de nouvelle génération, dans une enquête plus détaillée sur la source de cette particule extrêmement énergétique. .»
