Les rayons gamma cosmiques, photons les plus énergétiques du rayonnement électromagnétique, signent les événements les plus violents de l'Univers. Bloqués par les hautes couches de l'atmosphère terrestre, ils sont détectés presque exclusivement à bord de véhicules spatiaux. L'astronomie des rayons gamma couvre un immense domaine spectral qui s'étend de 0,01 MeV (MeV : mégaélectronvolt) – frontière arbitraire entre l'énergie des photons X et gamma – jusqu'à 109 MeV, limite purement expérimentale tenant à l'extrême rareté des photons gamma d'ultra-haute énergie.
L'astronomie des rayons gamma de basse énergie (moins de quelques mégaélectronvolts) porte sur les processus émissifs actifs dans les milieux denses, comme les plasmas concentrés au voisinage des étoiles à neutrons et des trous noirs. Elle concerne aussi les sites cosmiques où des photons gamma mono-énergétiques sont produits soit par désexcitation de noyaux atomiques (les raies nucléaires), soit par annihilation des positons (la raie à 0,511 MeV). L'astronomie gamma à plus haute énergie étudie les phénomènes qui mettent en jeu les particules relativistes accélérées à proximité de certaines étoiles à neutrons, dans les puissants jets issus des noyaux actifs de galaxie comme dans tout le milieu interstellaire. Les astronomes mettent aussi à profit le pouvoir de pénétration des rayons gamma pour sonder les régions du ciel masquées à d'autres longueurs d'onde, comme le centre de notre Galaxie. À noter également l'aptitude de l'astronomie gamma à recueillir des informations sur les premiers temps de l'Univers, dans la mesure où le cosmos s'avère particulièrement transparent au rayonnement gamma (à l'exception du domaine des ultra-hautes énergies).
En raison de sa longueur d'onde très inférieure aux distances interatomiques, il n'est pas possible de concentrer le rayonnement gamma avec des miroirs, une pratique en usage dans tous les autres domaines spectraux pour accroître la surface collectrice. Opérer dans l'espac […]
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