Lettre d'information de la physique africaine

Les jets quasars sont des accélérateurs de particules de plusieurs milliers d'années-lumière de long

Une découverte importante sur le comportement d'une galaxie proche a été faite grâce à un observatoire de rayons gamma unique en son genre, construit en Namibie.

En juin 2020, la Collaboration H.E.S.S. a publié dans Nature un résultat d'une grande importance, montrant que l'émission de rayons gamma de très haute énergie de la galaxie proche Centaurus A (NGC 5128) provient de jets de plasma relativistes s'étendant à des milliers d'années-lumière du centre.

On admettait que les rayons gamma dans la gamme d'énergie des TeV résultent de l'accélération des particules dans les régions proches d'un trou noir au centre d'une galaxie. Le réseau H.E.S.S. de télescopes imageurs atmosphériques Cherenkov en Namibie a la résolution suffisante pour prouver que le centre de cette galaxie n'est pas la source dominante.

Une source brillante d'ondes radio

Centaurus A est la cinquième galaxie la plus brillante du ciel. Elle se trouve à une distance d'environ 10 à 16 millions d'années-lumière - relativement proche de la Terre. C'est une source lumineuse d'ondes radio, dont on sait qu'elles proviennent de l'émission synchrotron d'électrons relativistes dans les jets, qui s'étendent sur des centaines de kiloparsecs.

Les rayons gamma, qui font partie des rayons cosmiques qui bombardent constamment la Terre, proviennent de régions de l'Univers où les particules sont accélérées à des énergies inaccessibles dans les accélérateurs construits par l'homme. Les rayons gamma sont émis par un large éventail d'objets cosmiques, dont les quasars, qui sont des galaxies actives à noyau hautement énergétique.

Un trou noir supermassif

L'intensité du rayonnement émis par ces systèmes peut varier sur des périodes très courtes, aussi courtes que la minute. Les chercheurs ont donc pensé que la source de ce rayonnement était très petite, et donc située à proximité d'un trou noir supermassif, qui peut avoir une masse de plusieurs milliards de fois celle de notre Soleil.

La nouvelle publication montre que ce n'est pas la source dominante. Cette découverte bouleverse les scénarios actuels concernant le comportement des jets de plasma.

Opérations pendant la pandémie

Les travaux, publiés dans la revue Nature, ont été réalisés dans le cadre de la collaboration H.E.S.S., impliquant notamment le CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique en France) et le CEA (Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives), la Société Max Planck et un groupe d'institutions de recherche et d'universités en Allemagne, ainsi que des universités d'Afrique du Sud et l'université de Namibie (UNAM).

Grâce à l'équipe namibienne sur place et aux étudiants de l'UNAM, H.E.S.S. est le seul observatoire de rayons gamma au monde qui au pu continuer à fonctionner pendant la pandémie actuelle. En plus de fournir régulièrement des observateurs qui utilisent les télescopes, le groupe H.E.S.S. de l'UNAM est principalement impliqué dans l'étude des radiogalaxies comme Centaurus A et des amas globulaires, ainsi que dans la caractérisation des caméras des télescopes et l'amélioration des méthodes d'analyse des données. Les membres du groupe utilisent en particulier pour cela le cluster de calcul haute performance de l'UNAM et sont actifs dans l'Institut virtuel de calcul scientifique et d'intelligence artificielle de l'UNAM.

Outre H.E.S.S., le département de physique de l'UNAM participe également à d'autres projets internationaux de grande envergure tels que le réseau de télescopes Cherenkov (CTA), le grand télescope d'Afrique australe (SALT), le réseau d'un kilomètre carré (SKA), le réseau VLBI africain (AVN) et le télescope millimétrique africain (AMT).

Communiqué de presse de H.E.S.S :
Stefan Wagner, Directeur de H.E.S.S.
Mathieu de Naurois, Directeur adjoint de H.E.S.S.
Michael Backes, Chef du Groupe H.E.S.S. Namibie

Cet article a d'abord été publié par la Lettre d'information de la physique africaine - © American Physical Society 2020. Il a été traduit en français par Afriscitech.

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