Une nouvelle étude révèle que les astronomes ont détecté des neutrinos de haute énergie provenant de notre galaxie, la Voie lactée, ce qui pourrait ouvrir une nouvelle fenêtre passionnante pour la recherche.
neutrinos Ils sont extraordinairement difficiles à détecter, car ils entrent rarement en collision avec des atomes. Une année-lumière de plomb arrêtera environ la moitié des neutrinos qui la traversent (ce qui explique pourquoi les neutrinos sont appelés « particules fantômes »).
Les neutrinos sont créés à partir de la désintégration radioactive, comme dans les réacteurs nucléaires, ou lorsque des particules d’une énergie exceptionnellement élevée entrent en collision avec des atomes. Les espèces les plus étonnantes ont des énergies des millions à des milliards de fois supérieures à celles produites par les réactions de fusion qui les alimentent étoiles.
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On sait que les neutrinos de haute énergie proviennent de galaxies extraterrestres Voie Lactée. Mais les chercheurs soupçonnent depuis longtemps que notre galaxie en est aussi une source. Par exemple, lorsque rayons cosmiques – Les noyaux atomiques se déplacent presque à la vitesse de la lumière – frappant la poussière et le gaz, générant des rayons gamma de haute énergie et des neutrinos. Des recherches antérieures ont détecté des rayons gamma du plan de la Voie lactée, de sorte que les scientifiques s’attendaient également à des neutrinos de haute énergie.
Il y a eu des références à une telle résurgence, mais la confirmation s’est jusqu’à présent avérée insaisissable. La nouvelle étude prend un autre regard Observatoire de neutrinos IceCube À la station Amundsen-Scott Southpole. L’IceCube est intégré dans une gigatonne (1 milliard de tonnes) de glace, ce qui en fait le premier détecteur de neutrinos gigatonne jamais construit.
L’IceCube comprend 0,24 mile cube (1 kilomètre cube) de glace antarctique contenant plus de 5 000 capteurs de lumière. Ces instruments surveillent les éclairs de lumière uniques qui résultent des rares cas où des neutrinos entrent en collision avec des atomes.
L’équipe de recherche s’est concentrée sur le plan de la Voie lactée, la région dense de la Voie lactée galaxie qui se trouve le long de l’équateur de la Voie lactée. Ils ont étudié 10 ans de données IceCube, analysant 60 000 neutrinos – 30 fois plus que les enquêtes précédentes sur les neutrinos dans le plan galactique.
C’était plus difficile qu’il n’y paraissait, car les neutrinos de fond produits par les rayons cosmiques entrent en collision avec des particules l’atmosphère terrestre Faites glisser les efforts pour distinguer les neutrinos de loin.
Les chercheurs avaient l’habitude de surmonter ce défi L’intelligence artificielle Technologie d’analyse de données IceCube. Cela a permis de se débarrasser des neutrinos dans l’atmosphère, dont la production tend à générer d’autres particules que l’observatoire peut également détecter.
Ces travaux ont identifié des neutrinos de haute énergie qui provenaient probablement du plan galactique de la Voie lactée.
« Cette observation de neutrinos de haute énergie ouvre une toute nouvelle fenêtre pour l’étude des propriétés de notre galaxie hôte », a déclaré à Space.com le co-auteur de l’étude, Mirko Honnefeld, astrophysicien à la TU Dortmund en Allemagne.
« Je pense que c’est excitant de voir le jeune domaine de l’astronomie des neutrinos se développer à un rythme aussi exponentiel », a ajouté Hoenfeld. « Il a fallu des décennies pour visualiser un télescope à neutrinos comme IceCube, et au cours des dernières années, nous avons vu un arriéré d’observations passionnantes, y compris la première preuve de sources extragalactiques. Maintenant, avec ces résultats, nous avons atteint un nouveau étape importante dans l’astronomie des neutrinos.
Bien que les résultats indiquent que les neutrinos nouvellement découverts proviennent de notre propre galaxie, IceCube n’est actuellement pas assez sensible pour déterminer leurs sources. Ils peuvent apparaître de manière diffuse, a déclaré Hüennefeld, ou un grand nombre d’entre eux peuvent provenir de points spécifiques du ciel.
« Ce qui est intéressant dans ces résultats, c’est que, contrairement aux photons, l’émission de neutrinos galactiques est fluorescente par un flux de neutrinos extragalactique », a déclaré Henfeld.
Dans les années à venir, IceCube recevra des mises à niveau du détecteur qui « augmenteront sa sensibilité, nous permettant d’obtenir une image plus claire de la Voie lactée dans les neutrinos dans un avenir proche », a déclaré Hüennefeld. « Répondre à ces questions aura des implications pour notre compréhension des rayons cosmiques et de leur origine, et aussi plus généralement pour les propriétés déduites de notre galaxie hôte. »
Les scientifiques expliquent en détail leurs trouvailles En ligne jeudi (29 juin) dans la revue Science.
