Le mystère des neutrinos qui dure depuis des décennies
L'objet observé est PKS 1424+240, un blazar identifié comme la source de neutrinos la plus brillante connue à ce jour. Il avait été précédemment détecté par l'observatoire de neutrinos IceCube, qui émettait des neutrinos de très haute énergie, et il brillait également intensément sous l'effet des rayons gamma enregistrés par le télescope Cherenkov terrestre.
Cependant, le paradoxe réside dans le fait que le jet radio de PKS 1424+240 se déplace si lentement, contredisant l'hypothèse de longue date selon laquelle seuls les jets à grande vitesse peuvent produire un rayonnement aussi fort.
Une image de l'intérieur du cône de plasma du blazar PKS 1424+240 prise avec le radiotélescope Very Long Baseline Array (VLBA). Crédit : NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev et al.
Après 15 ans d'observations continues grâce au réseau VLBA (Very Long Baseline Array), les scientifiques ont reconstitué l'image la plus détaillée à ce jour du jet du blazar. Les résultats révèlent une structure de champ magnétique toroïdal quasi parfaite qui agit comme un ressort enroulé, poussant les particules à leur énergie maximale – expliquant ainsi les neutrinos de haute énergie et les rayons gamma émis par cette source.
« Lorsque nous avons reconstitué l'image, elle était absolument stupéfiante. Nous n'avions jamais rien vu de tel : un tore magnétique presque parfait avec un jet pointant droit vers nous », a déclaré le chercheur Yuri Kovalev, auteur principal de l'article et chef du projet MuSES à l'Institut Max Planck de radioastronomie (MPIfR).
Comme l'explique l'équipe, le jet étant quasiment orienté vers la Terre, sa lumière est considérablement amplifiée par les effets relativistes. « Cet alignement augmente sa luminosité d'un facteur 30, voire plus. Parallèlement, le jet semble se déplacer lentement – une illusion d'optique classique », précise Jack Livingston (MPIfR), co-auteur de l'étude.
« L’Œil de Sauron » – une image saisissante du plasma du blazar PKS 1424+240, vue de face. Le plasma est entouré d’un champ magnétique toroïdal quasi parfait (image orange). Grâce à la relativité restreinte, les rayons gamma et les neutrinos de haute énergie sont fortement dirigés vers la Terre, même si le plasma semble se déplacer lentement de notre point de vue. Crédit : YY Kovalev et al.
Cela offre une opportunité extrêmement rare : les scientifiques peuvent « regarder directement au cœur du blazar », en observant directement la structure du champ magnétique au niveau du noyau où se forment et s'accélèrent les flux de plasma.
La réponse à un mystère cosmique
Les signaux radio polarisés ont permis à l'équipe de cartographier le champ magnétique, révélant la structure spirale qui joue un rôle clé dans l'amorçage et le maintien du plasma. Ceci a permis aux scientifiques de confirmer pour la première fois que les noyaux galactiques interagissant avec les trous noirs supermassifs accélèrent non seulement les électrons, mais aussi les protons – à l'origine des neutrinos de haute énergie, jusqu'alors controversés.
« La résolution de cette énigme confirme que les noyaux galactiques actifs sont les accélérateurs cosmiques les plus puissants, capables de produire à la fois des électrons et des protons à des énergies bien supérieures aux capacités des accélérateurs artificiels sur Terre », a souligné Kovalev.
Cette découverte représente également une victoire majeure pour le programme MOJAVE, un effort mené depuis des décennies pour suivre les jets de matière émis par les trous noirs à l'aide de radiotélescopes à très longue base (VLBI). Grâce à une technique appelée VLBI – qui relie des radiotélescopes du monde entier pour créer un « télescope virtuel » de la taille de la Terre – l'équipe a atteint une résolution astronomique sans précédent.
« Au début du projet, démontrer un lien direct entre les jets provenant de trous noirs lointains et les neutrinos cosmiques relevait de la science-fiction. Aujourd’hui, grâce à ces observations, c’est devenu une réalité », a déclaré le professeur Anton Zensus, directeur du MPIfR et cofondateur de MOJAVE.
Cette découverte renforce le lien entre les champs magnétiques spiraux, les jets relativistes, les neutrinos de haute énergie et les rayons gamma, et marque une étape importante dans l'astronomie multi-messagers – où différents types de signaux cosmiques (lumière, neutrinos, ondes gravitationnelles) sont combinés pour décoder les phénomènes les plus extrêmes de l'univers.
Source : https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/chup-duoc-hinh-anh-con-mat-cua-sauron-chieu-thang-ve-trai-dat/20250821040221998
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