Les Trous de ver
Table des matières:
Les scientifiques ont partagé lundi une nouvelle théorie sur l'un des plus grands mystères de l'univers, apportant une réponse simple à une question cosmique: Quelle est la source des rayons cosmiques ultra-haute énergie, des neutrinos haute énergie et des rayons gamma qui parcourent des millions d'années lumineuses? atteindre la Terre?
Pendant des décennies, les physiciens ont essayé de résoudre le mystère cosmique de la manière dont ces trois types de particules - qui produisent des millions de fois plus d’énergie que nous ne pourrions en produire sur Terre - parviennent à notre planète.
L’année dernière, des scientifiques utilisant l’observatoire argentin Pierre Auger ont conclu que ces faisceaux cosmiques ne provenaient pas de notre galaxie, mais n’avaient proposé aucune idée précise de leur origine.
Cela peut être en train de changer maintenant. Dans un article publié lundi dans la revue Nature Physique, deux physiciens ont suggéré que les jets de trous noirs supermassifs - de la matière éjectée d'un trou noir à une vitesse proche de celle de la lumière - ont donné naissance à ces trois particules extrêmes:
- Rayons cosmiques à ultra haute énergie
- Neutrinos PeV
- Rayons gamma isotropes du sous-TeV
Une coïncidence remarquable
Kohta Murase, professeur adjoint de physique, d'astronomie et d'astrophysique à la Penn State University, et le chercheur postdoctoral de l'Université du Maryland, Ke Fang, ont collaboré à l'élaboration de ce nouveau modèle, qui repose sur la remarquable coïncidence que ces particules cosmiques de haute énergie ont toutes une énergie comparable. taux de génération.
«Notre modèle montre un moyen de comprendre pourquoi ces trois types de particules messagères cosmiques ont une puissance d'entrée étonnamment similaire dans l'univers, malgré le fait qu'elles soient observées par des détecteurs basés dans l'espace et au sol sur dix ordres de énergie de particule individuelle ", a déclaré Murase dans un communiqué. Les intensités similaires des trois particules ont amené Murase et Fang à se demander s’il existe une relation physique entre elles.
"Le nouveau modèle suggère que les neutrinos de très haute énergie et les rayons gamma de haute énergie sont produits naturellement lors de collisions de particules en tant que particules filles des rayons cosmiques, et peuvent donc hériter du bilan énergétique comparable de leurs particules mères", a déclaré Murase. "Cela démontre que la même énergétique des trois messagers cosmiques n'est peut-être pas une simple coïncidence."
Né de Black Hole Jets
En fait, non seulement Murase et Fang ne prétendent-ils pas que ce n'est pas une coïncidence, mais ces deux particules partagent une origine commune: les jets de trous noirs.
«Dans notre modèle, les rayons cosmiques accélérés par de puissants jets de noyaux galactiques actifs s'échappent à travers les lobes radio qui se trouvent souvent à l'extrémité des jets», explique le premier auteur, Fang. Au moment où les rayons quittent le jet, Murase et Fang écrivent, les collisions de particules décrites par Murase produisent des neutrinos à très haute énergie et des rayons gamma à haute énergie.
Cette recherche n’est qu’un petit pas vers une meilleure compréhension de l’émission dite «multi-messagers» des trous noirs (la myriade de signaux produits lors d’événements cosmiques), mais Murase et Fang espèrent qu’ils pourront jeter un nouvel éclairage sur l’origine. - et destin - du rayonnement cosmique en éclairant la relation entre ces trois particules.
Abstrait: L'origine des rayons cosmiques à ultra haute énergie (UHECR) est une énigme vieille d'un demi-siècle. Le mystère a été approfondi par une étrange coïncidence: sur dix ordres de grandeur d'énergie, les taux de production d'énergie des UHECR, des neutrinos du PeV et des rayons gamma isotropes du sous-TeV sont comparables, ce qui laisse présager une image unifiée. Nous rapportons ici que de puissants jets de trous noirs dans des agrégats de galaxies peuvent fournir l’origine commune de tous ces phénomènes. Une fois accélérés par un jet, les rayons cosmiques de basse énergie confinés dans le lobe radio sont refroidis de manière adiabatique; les rayons cosmiques de plus haute énergie quittant la source interagissent avec l'environnement de la grappe aimantée et produisent des neutrinos et des rayons γ; les particules de plus haute énergie s'échappent du groupe hôte et contribuent aux rayons cosmiques observés au-dessus de 100 PeV. Le modèle correspond au spectre, à la composition et à l'isotropie des UHECR observés, et explique également les neutrinos IceCube et le composant non-blazar du fond de rayons γ de Fermi, en supposant un rendement énergétique raisonnable des jets de trous noirs en grappes.
Les scientifiques découvrent des champs magnétiques associés à des trous noirs
La notion populaire de trou noir est comme une bouche d'espace, engloutissant n'importe quoi et le transformant en rien. Les scientifiques savent que ce n'est pas vraiment le fonctionnement de ces phénomènes. Les trous noirs crachent souvent des jets de matière interstellaire plus brillants que les étoiles. Mais le mécanisme par lequel un trou noir en rotation peut générer ces explosions ...
Les astronomes disent que des trous noirs supermassifs pourraient être partout
Des astronomes de l’Université de Californie à Berkeley viennent de découvrir un trou noir supermassif sans précédent, d’une masse équivalente à 17 milliards de soleils, assis dans un espace relativement vide de l’univers. C’est une découverte inhabituelle qui suggère que ces phénomènes célestes incroyablement massifs sont bien réels…
Des ondes gravitationnelles pourraient aider les scientifiques à comprendre les trous noirs primitifs
Les scientifiques pensent que l'étude des ondes gravitationnelles pourrait les aider à confirmer ou à écarter l'existence de trous noirs primordiaux.