La toute première carte des neutrinos de notre galaxie

L'Observatoire de neutrinos situé en Antarctique révèle une émission de neutrinos à haute énergie en provenance de l'intérieur de la Voie lactée. Il en résulte une carte, partielle, de notre galaxie dessinée à partir de particules de matière plutôt que du rayonnement électromagnétique.

Insaisissables particules : les neutrinos sont abondants dans l'Univers et des milliards d'entre eux nous traversent chaque seconde, sans dommages. Dans leur écrasante majorité, ils sont de faible énergie et proviennent du soleil, des supernovæ ou encore du Big Bang. Quelques autres, de haute énergie, sont produits par des processus cosmiques différents. Pour les dénicher, il faut déployer de gigantesques installations pour enregistrer ne serait-ce que le passage d'une seule de ces particules, car elles n'interagissent que très faiblement avec la matière. L'Observatoire IceCube est l'une de ces installations consacrées aux neutrinos de haute énergie ; elle est constituée de milliers de capteurs enfouis sous la glace, dans un volume d'un kilomètre cube. L'analyse de leurs enregistrements confirme l'existence d'une émission de neutrinos de haute énergie en provenance du plan galactique.

Un signal attendu

"Ces neutrinos galactiques proviennent de l'interaction entre les rayons cosmiques (des noyaux d'atomes) qui diffusent au sein de la Voie lactée et les gaz et la poussière interstellaires qui y résident. Cette interaction produit des particules chargées appelées pions qui se désintègrent en neutrinos", détaille Antoine Kouchner, directeur du laboratoire APC (AstroParticule et Cosmologie) à l'Université Paris Cité. Mais les identifier n'est pas une mince affaire ! Car il en arrive de partout : la plupart de l'atmosphère terrestre, d'autres de trous noirs situés à des milliards d'années-lumière comme celui identifié par IceCube en 2018, certains de galaxies plus proches et enfin, quelques-uns presque noyés, de l'intérieur de la Voie lactée.

Pour les discriminer, il faut se pencher sur leur énergie. Dans notre cas, les scientifiques s'intéressent aux neutrinos dont l'énergie est comprise entre 1 et 100 TeV (1012 électrons-volts). Il y a quelques semaines, la collaboration ANTARES (qui a exploité un détecteur sous-marin de première génération, en Méditerranée) publiait,[...]

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