RAYONNEMENT COSMIQUERayons cosmiques

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Génération d'une grande gerbe

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Aurore polaire

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Rapport des abondances des éléments entre R.C.S et M.G.L.

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Flux des protons

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Origine et composition des rayons cosmiques

L'idée la plus séduisante concernant l'origine des rayons cosmiques fut émise par Fritz Zwicky en 1938 : les supernovae produiraient les rayons cosmiques en accélérant, grâce à l'expansion très rapide de leur enveloppe, la matière qu'elles ont synthétisée. Cette théorie, très satisfaisante sur le plan énergétique, a été généralement acceptée jusqu'en 1985. On sait maintenant que l'abondance relative des diverses espèces chimiques dans les sources des rayons cosmiques (appelée composition élémentaire) diffère radicalement de la composition élémentaire de la matière fraîchement synthétisée par les supernovae et disséminée dans l'espace par leur explosion. Si certaines étoiles éruptives (dont celles qui ressemblent au Soleil) pourraient être à l'origine d'une partie des rayons cosmiques, nous ignorons encore où la plupart d'entre eux prennent leur source. Sait-on du moins comment ils acquièrent leur énorme énergie ? L'idée la plus féconde a été émise par Évry Schatzman en 1966, lorsqu'il démontra que l'onde de choc due à l'explosion d'une supernova peut, en comprimant brutalement le champ magnétique interstellaire sur son passage, fournir de l'énergie à certaines particules. Dix ans plus tard, une synthèse fut réalisée entre cette théorie et une autre, formulée par Enrico Fermi dès 1948, selon laquelle les rayons cosmiques pourraient acquérir de l'énergie en rebondissant sur les nuages interstellaires en perpétuelle agitation. Dans la théorie actuelle, c'est sur les fluctuations du champ magnétique interstellaire de part et d'autre d'une onde de choc que rebondissent les particules qui deviendront des rayons cosmiques. C'est au moment où l'onde de choc provenant d'une supernova englobe une étoile éruptive que les noyaux à basse énergie émis par cette dernière pourraient être accélérés grâce à ce mécanisme jusqu'à 1014 électronvolts au moins. Un mécanisme plus efficace est donc nécessaire pour expl [...]


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Écrit par :

  • : docteur ès sciences, ingénieur physicien à l'Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers du Commissariat à l'énergie atomique
  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau

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Pour citer l’article

Lydie KOCH-MIRAMOND, Bernard PIRE, « RAYONNEMENT COSMIQUE - Rayons cosmiques », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 10 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/rayonnement-cosmique-rayons-cosmiques/