Premiers neutrinos de galaxie découverts par un observatoire en Antarctique
Des scientifiques pensent avoir détecté de multiples neutrinos, également connus sous le nom de “particules fantômes”, dans un détecteur situé dans les profondeurs de l’Antarctique, et ils espèrent que cela pourrait aider à percer les secrets cachés au cœur des galaxies.
Image d’entête : lorsqu’un neutrino interagit avec les molécules de la glace transparente de l’Antarctique, il produit des particules secondaires qui laissent une trace de lumière bleue lorsqu’elles traversent le détecteur IceCube. (Nicolle R. Fuller, IceCube/ NSF)
NGC 1068, également connue sous le nom de Messier 77, est une galaxie spirale poussiéreuse, dotée de longs bras magnifiques et de gaz qui obscurcissent son noyau.
Image Hubble de la galaxie spirale NGC 1068. (NASA/ ESA/ A. van der Hoeven)
Ce gaz dissimulait un secret, qu’une équipe internationale de chercheurs a dévoilé grâce à l’observatoire de neutrinos IceCube, en découvrant que cette galaxie « silencieuse » émettait des neutrinos à haute énergie. Ce serait la première fois qu’un tel phénomène est découvert dans une galaxie, selon une nouvelle étude (lien plus bas).
Selon Gary Hill, professeur agrégé de physique à l’université d’Adélaïde (Australie) et membre de la collaboration IceCube qui a construit et exploite le détecteur au pôle Sud :
Nous observons l’intérieur des régions actives de la galaxie NGC 1068, située à 47 millions d’années-lumière. Nous serons en mesure d’en apprendre davantage sur les processus extrêmes d’accélération et de production de particules qui se produisent à l’intérieur de la galaxie, ce qui n’a pas été possible jusqu’à présent, car les autres émissions de haute énergie ne peuvent pas s’en échapper.
Les neutrinos sont des particules difficiles à capter. Ils sont très énergétiques, mais n’ont pas de charge électrique et presque pas de masse. Ils peuvent voyager à une vitesse proche de celle de la lumière et traverser des planètes entières sans interagir avec. Les scientifiques estiment que des milliers de milliards de neutrinos traversent notre corps chaque seconde.
L’un des moyens de les capter est d’utiliser de grands télescopes comme l’observatoire de neutrinos IceCube, qui se trouve à 2,5 km sous la glace et peut détecter les neutrinos qui créent occasionnellement des particules chargées.
Un hivernant devant le laboratoire IceCube au pôle Sud, avec des aurores boréales et la Voie lactée au-dessus de sa tête. (Josh Veitch-Michaelis, IceCube/ NSF)
Les chercheurs ont examiné les données d’IceCube de 2011 à 2020, en utilisant une nouvelle analyse statistique. Ils ont relevé 110 endroits connus dans le ciel qui étaient des sources de rayons gamma (comme les blazars et les quasars), car ceux-ci pourraient également être des sources de neutrinos.
NGC 1068, une galaxie active située dans la constellation de la Baleine, à environ 47 millions d’années-lumière de la Terre, était l’une de ces sources de rayons gamma. Il s’agit d’une galaxie bien étudiée, dont vous avez peut-être reconnu les superbes teintes sur l’image prise par le télescope Hubble.
Ce n’est qu’en février de cette année que l’imagerie thermique a permis de découvrir le trou noir supermassif à l’intérieur de NGC 1068.
Les résultats, selon les scientifiques, sont très intéressants. Les chercheurs ont trouvé plus de 79 événements de neutrino avec une signification de 4,2-sigma provenant de NGC 1068. Cela signifie que la probabilité qu’il s’agisse d’autre chose n’est que de 0,3 %.
Selon Kohta Murase, physicien à l’université d’État de Pennsylvanie et coauteur de l’étude :
D’autres données sont nécessaires pour établir fermement que NGC 1068 et d’autres noyaux galactiques actifs sont des sources de neutrinos.
Ce n’est pas la première fois que les scientifiques sont à peu près sûrs que l’observatoire IceCube a trouvé des neutrinos. En 2018, l’équipe a signalé qu’un blazar appelé TXS 0506+56, émettait probablement des neutrinos. Les blazars sont des trous noirs supermassifs dont les jets à haute énergie s’enflamment aux deux extrémités. NGC 1068 n’a pas ces jets et il est connu comme étant « radio-silencieux », mais il est toujours capable de produire des neutrinos.
Pour Hans Niederhausen, physicien à l’université d’État du Michigan et coauteur de l’étude :
Cette détection de neutrinos dans le noyau de NGC 1068 améliorera notre compréhension de l’environnement des trous noirs supermassifs.
Cette vidéo illustre comment les neutrinos d’IceCube ont permis d’avoir un premier aperçu des profondeurs de la galaxie active NGC 1068. (Diogo da Cruz/ Fallon Mayanja/ Georgia Kaw/ IceCube)
L’étude publiée dans Science : Evidence for neutrino emission from the nearby active galaxy NGC 1068 et présentée sur le site de l’IceCube : IceCube neutrinos give us first glimpse into the inner depths of an active galaxy et sur le site de l’université d’Adélaïde : IceCube neutrinos provide new view of active galaxy.