Voici le
titre de la publication d’aujourd’hui
de PHYS ORG traduite et commentée /accrochez-vous
à votre fauteuil !
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1 : Ghost particle
from shredded star reveals cosmic particle accelerator
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Une particule fantôme d'une étoile déchiquetée
révèle un accélérateur de particules cosmiques
par
Deutsches Elektronen-Synchrotron
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En
recherchant une particule
fantomatique prés d’ une étoile
déchiquetée, les scientifiques ont découvert un gigantesque accélérateur de
particules cosmiques. La particule subatomique, appelée neutrino, a été lancée
vers la Terre après que l'étoile condamnée se soit approchée trop près du trou
noir supermassif au centre de sa galaxie d'origine et ait été déchirée par la
gravité colossale du trou noir. C'est la première particule qui peut être
attribuée à un tel `` événement de perturbation des marées '' (TDE) et fournit
la preuve que ces catastrophes cosmiques peu comprises peuvent être de
puissants accélérateurs de particules naturelles, comme le rapporte l'équipe
dirigée par le scientifique de DESY, Robert Stein, dans le journal. Astronomie …Les
observations démontrent également le pouvoir d'exploration du cosmos via une combinaison de différents
«messagers» tels que les photons et les
neutrinos, également connus sous le nom d'astronomie multi-messagers.
Le neutrino
a commencé son voyage il y a environ 700 millions d'années, à peu près au
moment où les premiers animaux se sont développés sur Terre. C'est le temps de
trajet nécessaire à la particule pour se rendre de la lointaine galaxie sans
nom (cataloguée 2MASX J20570298 + 1412165) dans la constellation Delphinus (le
dauphin) vers la Terre. Les scientifiques estiment que l'énorme trou noir est
aussi massif que 30 millions de soleils. «La force de gravité devient de plus
en plus forte, plus vous vous rapprochez de quelque chose. Cela signifie que la
gravité du trou noir tirant le côté
proche de l'étoile plus fortement que le côté éloigné va entraîner
un effet d'étirement», explique Stein. "Cette différence s'appelle une
force de marée, et à mesure que l'étoile se rapproche, cet étirement devient
plus extrême. Finalement, il déchire l'étoile, et c est ce que nous l'appelons un événement de perturbation
de marée. C'est le même processus qui conduit aux marées océaniques sur Terre.
, mais heureusement pour nous, la lune ne tire pas assez fort pour déchiqueter
la Terre.
Environ la
moitié des débris de l'étoile a été projetée dans l'espace, tandis que l'autre moitié
s'est posée sur un disque tourbillonnant autour du trou noir. Ce disque
d'accrétion est un peu similaire au vortex d'eau au-dessus du drain d'une
baignoire. Avant de plonger dans l'oubli, la matière du disque d'accrétion
devient de plus en plus chaude et brille. Cette lueur a été détectée pour la
première fois par le Zwicky Transient Facility (ZTF) sur le mont Palomar en
Californie le 9 avril 2019.
Six mois
plus tard, le 1er octobre 2019, le détecteur de neutrinos IceCube au pôle Sud a
enregistré un neutrino extrêmement énergétique en provenance de la direction de
l'événement de perturbation des marées. "Il s'est écrasé dans la glace
antarctique avec une énergie remarquable de plus de 100
téraélectronvolts", explique la co-auteur Anna Franckowiak de DESY, qui
est maintenant professeur à l'Université de Bochum. "À titre de
comparaison, c'est au moins dix fois l'énergie maximale des particules qui peut
être obtenue dans l'accélérateur de particules le plus puissant du monde, le
grand collisionneur de hadrons au laboratoire européen de physique des
particules CERN près de Genève.""
Alors que
l'étoile s'approche du trou noir, les énormes forces de marée l'étirent de plus
en plus jusqu'à ce qu'il soit finalement déchiqueté. La moitié des débris
stellaires est renvoyée dans l'espace, tandis que la partie restante forme un
disque d'accrétion rotatif à partir duquel deux fortes sorties de matière
montent et descendent. Le système agit comme un puissant Acc2lérateur naturel
Les neutrinos extrêmement légers
interagissent à peine avec quoi que ce soit, capables de passer inaperçus non
seulement à travers des murs, mais des planètes entières ou des étoiles, et
sont donc souvent appelés particules fantômes. Ainsi, même attraper un seul
neutrino de haute énergie est déjà une observation remarquable. L'analyse a
montré que ce neutrino particulier n'avait qu'une chance sur 500 d'être
purement coïncident avec le TDE. La détection a suscité de nouvelles
observations de l'événement avec de nombreux instruments à travers le spectre
électromagnétique, des ondes ds radio jusqu’aux rayons X.
«Il s'agit
du premier neutrino lié à un événement de perturbation des marées, et il nous
apporte des preuves précieuses», explique Stein. "Les événements de
perturbation des marées ne sont pas bien compris. La détection du neutrino
indique l'existence d'un moteur central et puissant à proximité du disque
d'accrétion, crachant des particules rapides. Et l'analyse combinée des données
des télescopes radio, optique et ultraviolet nous donne plus preuve que le TDE
agit comme un gigantesque accélérateur de particules. "
Les
observations sont mieux expliquées par une sortie énergique de jets rapides de
matière qui sortent du système, qui sont produits par le moteur central et qui
durent des centaines de jours. C'est aussi ce qu'il faut pour expliquer les
données d'observation, comme l'ont montré Walter Winter, chef du groupe de
physique théorique des astroparticules à DESY, et sa collègue théoricienne
Cecilia Lunardini de l'Arizona State University, dans un modèle théorique
publié dans le même numéro de Nature Astronomie. «Le neutrino est apparu
relativement tard, six mois après le début de la fête des étoiles. Notre modèle
explique ce moment
L'accélérateur
cosmique crache différents types de particules, mais à part les neutrinos et
les photons, ces particules sont chargées électriquement et donc déviées par
des champs magnétiques intergalactiques au cours de leur voyage. Seuls les
neutrinos électriquement neutres peuvent voyager sur une ligne droite comme la
lumière de la source vers la Terre et devenir ainsi de précieux messagers de
ces systèmes.
"Les
observations combinées démontrent la puissance de l'astronomie
multi-messagers", déclare le co-auteur Marek Kowalski, responsable de
l'astronomie des neutrinos à DESY et professeur à l'Université Humboldt de
Berlin. «Sans la détection de l'événement de perturbation des marées, le
neutrino ne serait qu'un parmi de
nombreux. Et sans le neutrino, l'observation de l'événement de perturbation des
marées ne serait qu'une parmi tant d'autres. Ce n'est que grâce à la combinaison
que nous pourrions détecter l'accélérateur et apprendre quelque chose de nouveau
sur les processus à l'intérieur. " L'association du neutrino de haute
énergie et de l'événement de perturbation des marées a été trouvée par un
progiciel sophistiqué appelé AMPEL, spécialement développé à DESY pour
rechercher des corrélations entre les neutrinos de IceCub
et les objets détectes àZwicky Transient Facility.
Extrême
légèreté
Les
neutrinos extrêmement légers interagissent à peine avec quoi que ce soit,
capables de passer inaperçus non seulement à travers des murs, mais des
planètes entières ou des étoiles, et sont donc souvent appelés particules
fantômes. Ainsi, même attraper un seul neutrino de haute énergie est déjà une
observation remarquable. L'analyse a montré que ce neutrino particulier n'avait
qu'une chance sur 500 d'être purement coïncident avec le TDE. La détection a
suscité de nouvelles observations de l'événement avec de nombreux instruments à
travers le spectre électromagnétique, des ondes radio aux rayons X.
Cœur des
ténèbres: une vue du disque d'accrétion autour du trou noir supermassif, avec
jet-lik
L'installation
transitoire de Zwicky a été conçue pour capturer des centaines de milliers
d'étoiles et de galaxies en un seul coup et peut surveiller le ciel nocturne
particulièrement rapidement. En son cœur se trouve le télescope Samuel-Oschin
de 1,3 m de diamètre. Grâce à son large champ de vision, ZTF peut scanner le
ciel entier pendant trois nuits, trouvant plus d'objets variables et
transitoires que tout autre levé optique avant lui. «Depuis notre lancement en
2018, nous avons détecté jusqu'à présent plus de 30 événements de perturbation
des marées, ce qui fait plus que doubler le nombre connu de tels objets»,
déclare Sjoert van Velzen de l'Observatoire de Leiden, co-auteur de l'étude.
"Lorsque nous avons réalisé que le deuxième TDE le plus brillant que nous
ayons observé était la source d'un neutrino de haute énergie enregistré par
IceCube, nous avons été ravis."
"Nous
ne voyons peut-être que la pointe de l'iceberg ici. À l'avenir, nous nous
attendons à trouver beaucoup plus d'associations entre les neutrinos de haute
énergie et leurs sources", déclare Francis Halzen, professeur à
l'Université du Wisconsin-Madison et chercheur principal de IceCube, qui n'a
pas été directement impliqué dans l'étude. "Une nouvelle génération de
télescopes est en cours de construction qui offrira une plus grande sensibilité
aux TDE et autres sources de neutrinos prospectives. Encore plus essentiel est
l'extension prévue du détecteur de neutrinos IceCube, qui augmenterait au moins
dix fois le nombre de détections de neutrinos cosmiques." Ce TDE marque
seulement la deuxième fois qu'un neutrino cosmique de haute énergie peut être
retracé jusqu'à sa source. En 2018, une campagne multi-messagers a présenté une
galaxie active, le blazar TXS 0506 + 056, comme la première source jamais
identifiée d'un neutrino de haute énergie, enregistrée par IceCube en
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Explore further
Researchers detect galactic source of gamma rays that
could produce very high-energy cosmic rays
More information: A tidal disruption event coincident
with a high-energy neutrino, Nature Astronomy (2021). DOI: 10.1038/s41550-020-01295-8 ,
www.nature.com/articles/10.1038/s41550-020-01295-8
Journal
information: Nature Astronomy haute énergie, enregistrée par IceCube en 2017.
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MES
COMMENTAIRES Ces ensembles de
recherches groupées ont fait l’objet d’un reportage de la chaine
TV /ARTE il y a deux semaines environ !Bien évidemment il faut faire preuve d’ une certaine
audace pour relier un unique neutrino archi dopé en énergie au déchirement d’une étoile par un trou noir
géant centro galactique ; il faut ensuite le corréler au disque d’
accrétion et au jet central accélérateur
répulsif de particules et rayonnements divers perpendiculairement a l accrétion ….. J’ ignore si ICE CUBE
qui avait été critiqué pour
ses interprétations de
polarisation des modes B va pouvoir renouveler sa détection de super neutrinos et les relier à ces catastrophes cosmiques un peu
particulières ….qui vivra verra !!!!
Je me suis donc abstenu de vous présenter les
divers graphiques de PHYS ORG
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