Nous ne suggérons en aucun cas que le télescope spatial Fermi à rayons gamma de la NASA peut induire des états de conscience altérés, mais cette image «lointaine» s'apparente à l'art psychédélique des années 1960. Après des années d’études, les données recueillies par Fermi ont révélé que le Supernova Remnant de Tycho brille de mille feux dans les rayons gamma de haute énergie.
La découverte fournit aux chercheurs des informations supplémentaires sur l'origine des rayons cosmiques (particules subatomiques qui sont en vitesse). Le processus exact qui donne aux rayons cosmiques leur énergie n'est pas bien compris, car les particules chargées sont facilement déviées par les champs magnétiques interstellaires. La déviation par les champs magnétiques interstellaires empêche les chercheurs de suivre les rayons cosmiques jusqu'à leurs sources d'origine.
«Heureusement, des rayons gamma de haute énergie sont produits lorsque les rayons cosmiques frappent le gaz interstellaire et la lumière des étoiles. Ces rayons gamma viennent à Fermi directement de leurs sources », a déclaré Francesco Giordano de l'Université de Bari en Italie.
Mais voici quelques faits pas si psychédéliques sur les restes de supernova en général et sur Tycho en particulier:
Lorsqu'une étoile massive atteint la fin de sa vie, elle peut exploser, laissant derrière elle un reste de supernova composé d'une coquille en expansion de gaz chaud propulsée par l'onde de choc. Dans de nombreux cas, une explosion de supernova peut être visible sur Terre - même en plein jour. En novembre 1572, une nouvelle «étoile» a été découverte dans la constellation de Cassiopée. La découverte est maintenant connue pour être la supernova la plus visible des 400 dernières années. Souvent appelé «supernova de Tycho», le reste illustré ci-dessus porte le nom de l'astronome danois Tycho Brahe, qui a passé beaucoup de temps à étudier la supernova.
L'événement de supernova de 1572 s'est produit lorsque le ciel nocturne était considéré comme une partie fixe et immuable de l'univers. Le récit de Tycho sur la découverte donne une idée de la profondeur de sa découverte. En ce qui concerne sa découverte, Tycho a déclaré: «Quand je me suis assuré qu'aucune étoile de ce genre n'avait jamais brillé auparavant, j'ai été conduit dans une telle perplexité par l'incroyable de la chose que j'ai commencé à douter de la foi de mes propres yeux, et alors, me tournant vers les domestiques qui m'accompagnaient, je leur ai demandé s'ils pouvaient eux aussi voir une certaine étoile extrêmement brillante…. Ils ont immédiatement répondu d'une seule voix qu'ils l'avaient vu complètement et qu'il était extrêmement brillant »
En 1949, le physicien Enrico Fermi (homonyme du télescope spatial Fermi à rayons gamma) a émis l'hypothèse que les rayons cosmiques de haute énergie étaient accélérés dans les champs magnétiques des nuages de gaz interstellaires. Suite aux travaux de Fermi, les astronomes ont appris que les restes de supernova pourraient être les meilleurs sites candidats pour des champs magnétiques d'une telle ampleur.
L'un des principaux objectifs du télescope spatial à rayons gamma Fermi est de mieux comprendre les origines des rayons cosmiques. Le télescope à grande surface de Fermi (LAT) peut surveiller le ciel entier toutes les trois heures, ce qui permet à l'instrument de construire une vue plus profonde du ciel à rayons gamma. Étant donné que les rayons gamma sont la forme de lumière la plus énergétique, l'étude des concentrations de rayons gamma peut aider les chercheurs à détecter l'accélération des particules responsable des rayons cosmiques.
Le co-auteur Stefan Funk (Institut Kavli pour l'astrophysique des particules et la cosmologie) ajoute: "Cette détection nous donne un autre élément de preuve soutenant la notion que les restes de supernova peuvent accélérer les rayons cosmiques."
Après avoir scanné le ciel pendant près de trois ans, les données LAT de Fermi ont montré une région d'émissions de rayons gamma associée au reste de la supernova de Tycho. Keith Bechtol, (étudiant diplômé KIPAC) a commenté la découverte, disant: «Nous savions que le reste de la supernova de Tycho pourrait être une découverte importante pour Fermi parce que cet objet a été étudié de manière approfondie dans d'autres parties du spectre électromagnétique. Nous avons pensé que cela pourrait être l'une de nos meilleures opportunités d'identifier une signature spectrale indiquant la présence de protons de rayons cosmiques »
Le modèle de l'équipe est basé sur des données LAT, des rayons gamma cartographiés par des observatoires au sol et des données de rayons X. La conclusion à laquelle l'équipe est parvenue concernant son modèle est qu'un processus appelé production de pions est la meilleure explication des émissions. L'animation ci-dessous montre un proton se déplaçant à presque la vitesse de la lumière et frappant un proton se déplaçant plus lentement. Les protons survivent à la collision, mais leur interaction crée une particule instable - un pion - avec seulement 14% de la masse du proton. En 10 millionièmes de milliardième de seconde, le pion se désintègre en une paire de photons gamma.
Si l'interprétation des données par l'équipe est exacte, alors à l'intérieur du reste, les protons sont accélérés à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. Après avoir été accélérés à de telles vitesses, les protons interagissent avec des particules plus lentes et produisent des rayons gamma. Avec tous les processus incroyables à l'œuvre dans le reste de la supernova de Tycho, on pourrait facilement imaginer à quel point Brahe serait impressionné.
Et aucun déclenchement nécessaire.
En savoir plus sur le télescope spatial à rayons gamma Fermi à: http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/main/index.html
Source: Fermi Gamma-ray Space Telescope Mission News
