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Les particules jouent au flipper dans des superbulles galactiques

18/03/2019

En étudiant les superbulles de la galaxie NGC 3079, un chercheur américain a pu déterminer que ces dernières émettaient des rayons X produits en leur sein même. Yelena Stein, post-doctorante à l'Observatoire astronomique de Strasbourg, a analysé l'intensité du champ magnétique qui fait de la plus petite de ces bulles de gaz un véritable accélérateur de particules. La découverte a été publiée dans The Astrophysical Journal.

Yelena Stein a notamment analysé
l’intensité du champ magnétique.
Photo DR

La galaxie NGC 3079 contient deux superbulles, cousines plus jeunes des « bulles de Fermi », identifiées dans notre Voie lactée pour la première fois en 2010. Une grande au nord de 4 900 années-lumière* et une petite, au sud, de 3 600 années-lumière. « Cette galaxie à spirale que l’on voit par la tranche peut être analysée en détail car elle n’est pas trop éloignée de nous », souligne Yelena Stein, chercheuse à l’Observatoire de Strasbourg. Quelque 67 millions d’années-lumière tout de même…

Les superbulles de NGC 3079 sont des bulles de gaz qui émettent de la lumière sous forme de rayons X et d'émissions radio. Les chercheurs pensent que ces bulles sont alimentées par le trou noir central supermassif qu’elles entourent, très actif contrairement à celui situé dans la Voie lactée. En étudiant les rayons X émis par ces bulles et plus particulièrement la plus petite des deux, grâce au satellite Chandra de la NASA, Jiangtao Li, chercheur à l’Université du Michigan, a trouvé un indice indiquant que de l’énergie était aussi produite au sein même de la bulle.

Des rayons cosmiques qui entrent dans l’atmosphère

« Pour produire des rayons X il faut des particules avec beaucoup d’énergie. En périphérie de la bulle, il y a un champ magnétique élevé qui agit comme un flipper sur les particules et les accélère à des énergies plus élevées que celles atteintes dans les meilleurs accélérateurs de particules sur Terre », détaille Yelena Stein à qui Jiangtao Li a fait appel pour analyser les données radio et ainsi déterminer l’intensité du champ magnétique.

Ces particules, en parvenant à s’échapper avec une énergie considérable, pourraient être la source de certains « rayons cosmiques » qui touchent régulièrement la Terre. « Quand ils entrent dans l’atmosphère, ils produisent des gerbes de particules détectées au sol par nos appareils », explique la chercheuse. Certains rayons cosmiques viennent du Soleil mais d’autres, beaucoup plus puissants, arrivent d’autres galaxies. « Sur Terre, on en détecte un à haute énergie par km2 par an. Nous pensions qu’ils provenaient des trous noirs supermassifs », poursuit Yelena Stein qui précise qu’ils ne sont pas dangereux pour l’homme. La découverte va donner lieu à des observations complémentaires. Les superbulles n’ont pas encore livré tous leurs mystères.

Marion Riegert

*Une année-lumière représente environ 9 000 milliards de kilomètres.

L’émission en rayons X des deux superbulles est représentée ici en violet.
Credit: X-ray: NASA/CXC/University of Michigan/J-T Li et al.; Optical: NASA/STScI)