Admirez deux "superbulles" de rayons X qui s’étendent sur près de 5 000 années-lumière
NGC 3079, une galaxie spirale barrée située à environ 67 millions d’années-lumière de la Terre, contient deux » superbulles » probablement résultantes d’un trou noir supermassif au centre qui consomme la matière et la rejette. De nouvelles observations de l’observatoire Chandra de la NASA montrent qu’un accélérateur de particules cosmiques dans cette galaxie produit des particules ultra-énergétiques dans les bords des superbulles. Ces particules peuvent être beaucoup plus énergétiques que celles créées par l’accélérateur de particules, le Grand collisionneur de hadrons du CERN.
Image d’entête (clic pour agrandir) : La galaxie, avec une superbulle en violet/ rose. (NASA/ CXC/ Université du Michigan/ J-T Li et coll./ STScI)
Les superbes bulles de NGC 3079 sont des cousines plus jeunes de ce qu’on appelle les » bulles de Fermi » (dans l’image ci-dessous), qui ont été découvertes dans notre galaxie la Voie lactée en 2010.
D’un bout à l’autre, les bulles de rayons gamma de la Voie lactée s’étendent sur 50 000 années-lumière, soit environ la moitié du diamètre de notre galaxie, comme le montre cette illustration. (NASA)
Les superbulles de NGC 3079 s’étendent de part et d’autre de son centre : l’une mesure 4 900 années-lumière de largeur et l’autre n’est que légèrement plus petite, avec un diamètre d’environ 3 600 années-lumière. Ces structures fournissent la preuve qu’elles peuvent être la source de particules de haute énergie appelées rayons cosmiques qui bombardent régulièrement la Terre.
(NASA/ CXC/ Université du Michigan/ J-T Li et coll./ STScI)
Selon l’auteur principal Jiang-Tao Li de l’université du Michigan et ses collègues :
Les ondes de choc associées à l’explosion des étoiles peuvent accélérer les particules jusqu’à des énergies environ 100 fois supérieures à celles générées par le Grand collisionneur de hadrons.
Les régions extérieures des superbulles de NGC 3079 génèrent des ondes de choc en se dilatant et en entrant en collision avec le gaz environnant.
Les astronomes pensent que les particules chargées se dispersent ou rebondissent sur les champs magnétiques emmêlés dans ces ondes de choc, tout comme les boules qui rebondissent sur les butoirs dans un flipper.
Selon les chercheurs :
Quand les particules traversent le front de choc, elles sont accélérées, comme si elles recevaient un coup du butoir d’un flipper.
Ces particules énergétiques peuvent s’échapper et certaines peuvent éventuellement frapper l’atmosphère terrestre sous forme de rayons cosmiques.
La quantité d’ondes radio ou de rayons X à différentes longueurs d’onde, ou “spectres”, de l’une des bulles de NGC 3079 suggère que la source de l’émission est constituée d’électrons s’enroulant autour des lignes de champ magnétique, et rayonnant par un processus appelé rayonnement synchrotron. Il s’agit de la première preuve directe du rayonnement synchrotron dans les rayons X à haute énergie d’une superbulle de la taille d’une galaxie, et elle informe les scientifiques des énergies maximales que les électrons ont atteintes.
Selon les chercheurs :
Les spectres radio et rayons X, ainsi que l’emplacement de l’émission de rayons X le long des bords des bulles, impliquent que les particules responsables de l’émission de rayons X ont dû être accélérées dans les ondes de choc, car elles auraient perdu trop d’énergie pendant leur transport depuis le centre de la galaxie.
L’étude publiée dans The Astrophysical Journal (PDF) : Detection of non-thermal hard X-ray emission from the “Fermi Bubble” in an external galaxy et présentée sur le site de l’observatoire Chandra : NGC 3079: Galactic Bubbles Play Cosmic Pinball with Energetic Particles.