Aerial photo of LHAASO taken in 2022. Photo: Courtesy of the Institute of High Energy Physics

Photo aérienne du LHAASO prise en 2022. Photo : Avec l'aimable autorisation de l'Institut de physique des hautes énergies

Le Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO) a découvert une structure géante de bulles de rayons gamma à ultra haute énergie dans la région de formation des étoiles du Cygnus. C'est la première fois dans l'histoire de l'humanité que l'origine de rayons cosmiques d'une énergie supérieure à 10 péta-électronvolts (PeV) est découverte, a appris le Chine Direct auprès de l'Institut de physique des hautes énergies de l'Académie chinoise des sciences (CAS). Lundi.

Les rayons cosmiques sont des particules chargées provenant de l’espace, principalement composées de protons. L’origine des rayons cosmiques est l’une des questions les plus importantes de l’astrophysique moderne. Les mesures des rayons cosmiques au cours des dernières décennies ont révélé une rupture autour de 1 PeV dans le spectre énergétique, appelée le « genou » du spectre énergétique des rayons cosmiques en raison de sa forme ressemblant à une articulation du genou.

Les scientifiques pensent que les rayons cosmiques dont l'énergie est inférieure à celle du « genou » proviennent d'objets astrophysiques situés dans la Voie lactée, et l'existence du « genou » indique également que la limite d'énergie pour accélérer les protons de la plupart des sources de rayons cosmiques de la Voie lactée. se situe autour de quelques PeV. Cependant, l'origine des rayons cosmiques dans la région du « genou » reste un mystère non résolu et l'un des sujets les plus intrigants de la recherche sur les rayons cosmiques ces dernières années.

Le LHAASO a découvert une structure géante de bulles de rayons gamma à ultra haute énergie dans la région de formation d'étoiles du Cygnus, avec plusieurs photons dépassant 1 PeV à l'intérieur de la structure, l'énergie la plus élevée atteignant 2,5 PeV, indiquant la présence d'un super accélérateur de rayons cosmiques. à l'intérieur de la bulle. Ce super accélérateur de rayons cosmiques accélère en continu des particules de rayons cosmiques de haute énergie avec des énergies allant jusqu'à 20 PeV et les injecte dans l'espace interstellaire, a déclaré lundi l'Institut de physique des hautes énergies au Chine Direct.

Grâce à des recherches à l'intérieur de cette structure en forme de bulle, les scientifiques pensent qu'il y a un accélérateur de rayons cosmiques à l'intérieur, qui est à l'origine des rayons cosmiques, et cette origine produit en permanence des particules de rayons cosmiques avec des énergies supérieures à 10 péta électrons volts. Grâce à leurs études, les scientifiques déduisent que l'amas d'étoiles massif situé près du centre de cette structure en forme de bulle pourrait être la source des rayons cosmiques qu'ils reçoivent, et ils l'appellent « association d'étoiles O » et « association d'étoiles B ». « .

Il s'agit du premier super accélérateur de rayons cosmiques identifié à ce jour, selon l'Institut. Avec l'augmentation du temps d'observation, LHAASO devrait détecter davantage de super accélérateurs de rayons cosmiques et, espérons-le, résoudre le mystère de l'origine des rayons cosmiques dans la Voie Lactée.

L'observation du LHAASO a également indiqué que le super accélérateur de rayons cosmiques à l'intérieur de la bulle augmente considérablement la densité des rayons cosmiques dans l'espace interstellaire environnant, dépassant de loin le niveau moyen des rayons cosmiques dans la Voie Lactée. L’extension spatiale de l’excès de densité dépasse même la plage de bulles observée. Ceci fournit une explication possible de l’excès d’émission diffuse de rayons gamma du plan galactique précédemment détecté par LHAASO.

Le professeur Elena Amato, astrophysicienne renommée de l'Institut national italien d'astrophysique, a souligné l'impact de cette découverte sur l'origine des rayons cosmiques en général. Elle a également commenté que ces résultats « ont non seulement un impact sur notre compréhension de l'émission diffuse, mais qu'ils ont également des conséquences très pertinentes sur notre description du transport des rayons cosmiques (CR) dans la Galaxie ».

LHAASO est une infrastructure scientifique et technologique nationale clé axée sur la recherche sur les rayons cosmiques, située à 4 410 mètres d'altitude sur le mont Haizi, dans le comté de Daocheng, dans la province du Sichuan (sud-ouest de la Chine). Il a été achevé en juillet 2021, puis a commencé à fonctionner de manière stable et de haute qualité. Il s'agit du dispositif de détection de rayons gamma à ultra haute énergie le plus sensible au monde.

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