Pendant des années, les chercheurs ont cherché un moyen d’expliquer l’origine des rayons gamma et des neutrinos, deux particules énergétiques dont la création est extrêmement difficile à reproduire. Une équipe de chercheurs de l’Université de Tohoku, au Japon, a publié une étude qui suggère que les deux particules peuvent provenir de trous noirs dormants ou inactifs de l’espace.
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De manière générale, les scientifiques s’accordent à dire que les rayons gamma et les neutrinos sont « nés » de l’action de trous noirs supermassifs de haute performance, en particulier ceux dont les jets sont plus actifs. Lorsque n’importe quel type de matière tombe dans un trou noir, une immense quantité d’énergie gravitationnelle est libérée, chauffant le gaz environnant, formant un plasma à une température si élevée qu’il peut facilement surmonter des dizaines de milliards de Celsius, mais en raison d’un refroidissement inefficace, ce plasma peut générer des rayons gamma à une tension qui atteint des mégaélectrons-volts de puissance.
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Illustration d’un trou noir émettant des jets de particules énergétiques : une étude universitaire japonaise indique que même les trous les moins actifs, ou dormants, sont capables de produire de l’énergie (Image : Jurik Peter/Shutterstock)
On estime que chaque galaxie a un trou noir supermassif en son centre, mais cette compréhension n’explique pas l’ensemble du volume observé de rayons gamma et de neutrinos, et l’étude japonaise, publiée dans la revue Nature Communications, suggère que d’autres sources ont également une action dans ce domaine processus.
Les trous noirs inactifs (ou « trous noirs à faible croissance ») entrent en ligne de compte : la recherche les a comparés à notre grand collisionneur de hadrons, le plus grand accélérateur de particules artificiel. Dans les observations, les protons accélérés par le collisionneur produisent des neutrinos qui interagissent avec la matière et le rayonnement.
Ce scénario peut également être appliqué, selon les chercheurs, dans le plasma généré par l’action d’un trou noir – même inactif – en nombres jusqu’à 10 000 fois plus grands que le collisionneur, expliquant le volume élevé de neutrinos et de rayons gamma observé dans l’espace, mais qui n’étaient pas justifiés uniquement par l’action des trous noirs supermassifs hautes performances.
L’idée est que les expériences futures – et l’évolution de la technologie de détection de ces particules d’énergie – peuvent prouver la théorie postulée par les scientifiques.