ASTROPARTICULES

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L'astronomie des rayons gamma et des neutrinos de haute énergie

Au cours des années 1990, des résultats considérables ont été obtenus en astronomie des rayons gamma de haute énergie, grâce aux nombreuses recherches de sources de rayons cosmiques. Parmi les particules de charge électrique nulle qui permettent de remonter à leur source en examinant leur direction d'incidence, les rayons gamma constituent le meilleur traceur, malgré leur faible flux (environ 1 cent millième du flux total de rayonnement cosmique). Les neutrons présentent en effet le handicap d'un temps de vie limité et les neutrinos d'un taux d'interaction très faible. La partie basse (inférieure à 20 gigaélectronvolts) du très large spectre en énergie des émissions gamma a été étudiée par la mission spatiale Compton Gamma Ray Observatory et plus particulièrement par son instrument E.G.R.E.T. (Energetic Gamma Ray Experiment Telescope) : 300 sources environ ont été recensées. La partie haute de ce spectre (énergies supérieures au téraélectronvolt, c'est-à-dire à 1012 électronvolts) est scrutée par des instruments au sol au moyen de miroirs de très grande surface qui captent le rayonnement Tcherenkov développé par les gerbes hadroniques et électromagnétiques dans l'atmosphère.

À l'échelle galactique, les restes de supernovae propulsés par l'onde de choc de l'explosion accélèrent protons et noyaux, qui interagissent en produisant des mésons π0 qui se désintègrent en rayons gamma. Certains de ces restes contiennent en leur centre un pulsar actif qui injecte des électrons dans la nébuleuse qui l'entoure, donnant lieu à une émission synchrotron. Les rayons gamma émis à des énergies de l'ordre du téraélectronvolt, insoupçonnés, ont été observés par les détecteurs Tcherenkov au sol. La source de la nébuleuse du Crabe, la première découverte, est maintenant utilisée comme référence d'étalonnage pour tout nouveau détecteur.

La détection de sources extragalactiques a donné lieu à l'observation de phénomènes totalement inattendus. Une soixantaine de ces sources ont été déte [...]


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Écrit par :

  • : conseiller scientifique au Collège de France (physique corpusculaire et cosmologie)

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Pour citer l’article

Pierre BAREYRE, « ASTROPARTICULES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 30 novembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/astroparticules/