Après de longues analyses, les scientifiques ont découvert des "bandes" de rayons X dans les restes d'une supernova (explosion d'une étoile). Cette découverte pourrait fournir la première preuve directe qu'une supernova ait capable d'accélérer des particules à des énergies cent fois supérieur à celles atteintes par l'accélérateur de particules le plus puissant sur Terre.

Ce résultat provient d'une observation très longue du reste de la supernova Tycho effectuée par le télescope à rayon X, Chandra de la Nasa. Cela pourrait expliquer comment sont produites certaines des particules très énergétiques qui bombardent la Terre, appelés rayons cosmiques.

«Nous avons vu beaucoup de structures intrigantes de restes de supernovas, mais nous n'avions jamais vu des bandes de rayon X auparavant", a déclaré Kristoffer Eriksen de l'Université Rutgers, qui a dirigé l'étude. "Cela nous a fait réfléchir sur ce qui se passe dans l'onde de choc lors de cette puissante explosion" Cette dernière étude de Chandra fournit un support pour une nouvelle théorie sur la façon dont les champs magnétiques peuvent être considérablement amplifiés à l'intérieur de ces ondes de choc. 

Crédits image : NASA/ Chandra X ray.

Dans cette théorie, les champs magnétiques sont très enchevêtrés et les mouvements des particules sont très importants près de l'onde de choc lorsque la supernova est en expansion. Les particules de haute énergie chargées rebondissent de part et d'autre de l'onde de choc à plusieurs reprises, gagnant ainsi de l'énergie à chaque passage.

Les théories actuelles sur les mouvements des particules très énergétiques (essentiellement des protons) démontrent un réseau désordonné de trous et de murs épais qui correspondent à des régions plus ou moins denses de champs magnétiques.

Les bandes des rayons X découverts par les chercheurs sont considérées comme des régions où la turbulence est plus importante et les champs magnétiques plus enchevêtrés que les zones environnantes, et pourraient correspondre aux murs prédits dans la théorie. Les électrons piégés dans ces régions émettent des rayons X en forme de spirale autour des lignes de champs magnétiques.

Toutefois, le fonctionnement régulier et presque périodique de ces bandes de rayons X n'avait pas été prédit par une théorie.

"Ce fut une grande surprise de trouver un tel ensemble de bandes bien organisé", a déclaré le co-auteur Jack Hughes. "Cela pourrait signifier que la théorie est incomplète, ou qu'il y a quelque chose d'autre que nous ne comprenons pas."

Crédits image : NASA/ Chandra X ray. 

En supposant que l'espacement entre les bandes de rayons X correspond au rayon de la spirale des protons les plus énergétiques, l'espacement correspondrait à des énergies 100 fois supérieures à celles atteintes dans l'accélérateur de particules LHC du Cern à Genève (Suisse). Ces énergies sont égales aux plus hautes énergies de rayons cosmiques que l'on pense être produites dans notre galaxie. 

Parce que les rayons cosmiques sont composés de particules chargées, comme les protons et les électrons, leur direction change lorsqu'ils rencontrent des champs magnétiques à travers la galaxie. Ainsi, l'origine des différents rayons cosmiques détectés sur Terre ne peut être déterminée.

Les restes de supernova ont longtemps été considérés comme les meilleurs producteurs de rayons cosmiques les plus énergétiques de notre Galaxie. Les protons peuvent atteindre des énergies qui sont des centaines de fois plus élevées que les électrons les plus énergétiques. 

Crédits image : NASA/ Chandra X ray. 

Ces résultats confirment aussi que les champs magnétiques dans l'espace interstellaire sont grandement amplifiés dans les restes de supernova, mais la différence entre les structures observées et celles prédites signifie qu'ils existent d'autres modèles à inventer. 

"Nous avons été ravis de découvrir ces bandes parce que cela pourrait nous permettre de suivre directement et pour la 1ère fois, l'origine de la plupart des particules énergétiques produites dans notre galaxie", a déclaré Eriksen.

Le reste de la supernova Tycho a été nommée en l'honneur du célèbre astronome danois Tycho Brahé, qui rapporta l'observation de la supernova en 1572. Les restes de la supernova Tycho sont situés à environ 13.000 années lumière dans la Voie Lactée Après de longues analyses, les scientifiques ont découvert des "bandes" de rayons X dans les restes d'une supernova (c'est une étoile qui a explosé).

Cette découverte pourrait fournir la première preuve directe qu'une supernova ait capable d'accélérer des particules à des énergies cent fois supérieur à celles atteintes par l'accélérateur de particules le plus puissant sur Terre.

Ce résultat provient d'une observation très longue du reste de la supernova Tycho effectuée par le télescope à rayon X, Chandra de la Nasa. Cela pourrait expliquer comment sont produites certaines des particules très énergétiques qui bombardent la Terre, appelés rayons cosmiques.

«Nous avons vu beaucoup de structures intrigantes de restes de supernovas, mais nous n'avions jamais vu des bandes de rayon X auparavant", a déclaré Kristoffer Eriksen de l'Université Rutgers, qui a dirigé l'étude. "Cela nous a fait réfléchir sur ce qui se passe dans l'onde de choc lors de cette puissante explosion" Cette dernière étude de Chandra fournit un support pour une nouvelle théorie sur la façon dont les champs magnétiques peuvent être considérablement amplifiés à l'intérieur de ces ondes de choc.

Dans cette théorie, les champs magnétiques sont très enchevêtrés et les mouvements des particules sont très importants près de l'onde de choc lorsque la supernova est en expansion. Les particules de haute énergie chargées rebondissent de part et d'autre de l'onde de choc à plusieurs reprises, gagnant ainsi de l'énergie à chaque passage.

Les théories actuelles sur les mouvements des particules très énergétiques (essentiellement des protons) démontrent un réseau désordonné de trous et de murs épais qui correspondent à des régions plus ou moins denses de champs magnétiques.

Les bandes des rayons X découverts par les chercheurs sont considérées comme des régions où la turbulence est plus importante et les champs magnétiques plus enchevêtrés que les zones environnantes, et pourraient correspondre aux murs prédits dans la théorie. Les électrons piégés dans ces régions émettent des rayons X en forme de spirale autour des lignes de champs magnétiques.

Toutefois, le fonctionnement régulier et presque périodique de ces bandes de rayons X n'avait pas été prédit par une théorie.

"Ce fut une grande surprise de trouver un tel ensemble de bandes bien organisé", a déclaré le co-auteur Jack Hughes. "Cela pourrait signifier que la théorie est incomplète, ou qu'il y a quelque chose d'autre que nous ne comprenons pas."

En supposant que l'espacement entre les bandes de rayons X correspond au rayon de la spirale des protons les plus énergétiques, l'espacement correspondrait à des énergies 100 fois supérieures à celles atteintes dans l'accélérateur de particules LHC du Cern à Genève (Suisse). Ces énergies sont égales aux plus hautes énergies de rayons cosmiques que l'on pense être produites dans notre galaxie.

Parce que les rayons cosmiques sont composés de particules chargées, comme les protons et les électrons, leur direction change lorsqu'ils rencontrent des champs magnétiques à travers la galaxie. Ainsi, l'origine des différents rayons cosmiques détectés sur Terre ne peut être déterminée.

Les restes de supernova ont longtemps été considérés comme les meilleurs producteurs de rayons cosmiques les plus énergétiques de notre Galaxie. Les protons peuvent atteindre des énergies qui sont des centaines de fois plus élevées que les électrons les plus énergétiques.

Ces résultats confirment aussi que les champs magnétiques dans l'espace interstellaire sont grandement amplifiés dans les restes de supernova, mais la différence entre les structures observées et celles prédites signifie qu'ils existent d'autres modèles à inventer.

"Nous avons été ravis de découvrir ces bandes parce que cela pourrait nous permettre de suivre directement et pour la 1ère fois, l'origine de la plupart des particules énergétiques produites dans notre galaxie", a déclaré Eriksen.

Le reste de la supernova Tycho a été nommée en l'honneur du célèbre astronome danois Tycho Brahé, qui rapporta l'observation de la supernova en 1572. Les restes de la supernova Tycho sont situés dans la constellation de Cassiopée à environ 13.000 années lumière dans la Voie Lactée...