Le mystère des neutrinos, vieux de plusieurs décennies
L'objet observé est PKS 1424+240, un blazar identifié comme la source de neutrinos la plus brillante jamais connue. Il avait déjà été détecté par l'observatoire de neutrinos IceCube, émettant des neutrinos de très haute énergie. Il brillait également intensément grâce aux rayons gamma enregistrés par le télescope terrestre Cherenkov.
Cependant, le paradoxe réside dans le fait que le jet radio de PKS 1424+240 se déplace trop lentement, ce qui contredit l'hypothèse de longue date selon laquelle seuls les jets à grande vitesse peuvent produire un rayonnement aussi fort.
Observation de l'intérieur du cône de plasma du blazar PKS 1424+240 avec le radiotélescope VLBA (Very Long Baseline Array). Crédit : NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev et al.
Après 15 années d'observations continues grâce au réseau à très longue base (VLBA), les scientifiques ont reconstitué l'image la plus détaillée à ce jour du jet du blazar. Les résultats révèlent une structure de champ magnétique toroïdal quasi parfaite qui agit comme un ressort hélicoïdal, poussant les particules à leur énergie maximale, expliquant ainsi les neutrinos de haute énergie et les rayons gamma qui jaillissent de cette source.
« Lorsque nous avons reconstitué l'image, elle était absolument époustouflante. Nous n'avions jamais rien vu de tel : un tore magnétique presque parfait avec un jet pointé droit sur nous », a déclaré le chercheur Yuri Kovalev, auteur principal de l'article et chef du projet MuSES à l'Institut Max Planck de radioastronomie (MPIfR).
Comme l'explique l'équipe, comme le jet pointe presque directement vers la Terre, sa lumière est fortement amplifiée par des effets relativistes. « Cet alignement multiplie la luminosité par 30 ou plus. Parallèlement, le jet semble se déplacer lentement – une illusion d'optique classique », a déclaré le co-auteur Jack Livingston (MPIfR).
« L'Œil de Sauron » – une image saisissante du plasma du blazar PKS 1424+240, vue de face. Le plasma est entouré d'un champ magnétique toroïdal presque parfait (image orange). Grâce à la relativité restreinte, les rayons gamma et les neutrinos de haute énergie sont fortement dirigés vers la Terre, bien que le plasma semble se déplacer lentement de notre point de vue. Crédit : YY Kovalev et al.
Cela offre une opportunité extrêmement rare : les scientifiques peuvent « regarder directement au cœur du blazar », en observant directement la structure du champ magnétique au cœur où les flux de plasma se forment et sont accélérés.
La réponse à un mystère cosmique
Les signaux radio polarisés ont aidé l'équipe à cartographier le champ magnétique, révélant la structure spirale qui joue un rôle essentiel dans l'initiation et le maintien du plasma. Cela a permis aux scientifiques de confirmer pour la première fois que les noyaux galactiques travaillant avec des trous noirs supermassifs accélèrent non seulement les électrons, mais aussi les protons – la source des neutrinos de haute énergie, jusqu'alors controversés.
« La résolution de cette énigme confirme que les noyaux galactiques actifs sont les accélérateurs cosmiques les plus puissants, capables de produire à la fois des électrons et des protons à des énergies bien supérieures aux capacités des accélérateurs artificiels sur Terre », a souligné Kovalev.
Cette découverte marque également une victoire majeure pour le programme MOJAVE, un effort de plusieurs décennies visant à suivre les jets provenant des trous noirs à l'aide d'interféromètres à très longue base (VLBI). Grâce à une technique appelée interférométrie à très longue base (VLBI), qui relie des radiotélescopes du monde entier pour créer un « télescope virtuel » de la taille de la Terre, l'équipe a obtenu une résolution astronomique sans précédent.
« Au début du projet, démontrer un lien direct entre les jets de trous noirs lointains et les neutrinos cosmiques semblait relever de la science-fiction. Aujourd'hui, grâce à ces observations, c'est une réalité », a déclaré le professeur Anton Zensus, directeur du MPIfR et cofondateur de MOJAVE.
Cette découverte renforce le lien entre les champs magnétiques en spirale, les jets relativistes, les neutrinos de haute énergie et les rayons gamma, et marque une étape importante dans l’astronomie multi-messagers – où différents types de signaux cosmiques (lumière, neutrinos, ondes gravitationnelles) sont combinés pour décoder les phénomènes les plus extrêmes de l’univers.
Source : https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/chup-duoc-hinh-anh-con-mat-cua-sauron-chieu-thang-ve-trai-dat/20250821040221998
Comment (0)