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Nouvelles scientifiques

 

Paris, le 9 avril 2009

 

Hess découvre une radio-galaxie émettant dans le domaine gamma

 

Une équipe internationale d'astrophysiciens, regroupant des chercheurs de l'IN2P3/CNRS, de l'Insu/CNRS et de l'Irfu/CEA, a observé pour la première fois le rayonnement gamma de très haute énergie en provenance du plus proche "noyau actif de galaxie", au sein de la radio-galaxie Centaurus A. Le flux faible a été découvert par le système de télescopes Hess en Namibie, actuellement l'un des instruments les plus performants dans ce domaine. Ces résultats ont été publiés dans Astrophysical Journal Letters.

 

Les noyaux actifs de galaxie sont parmi les sources les plus énergétiques dans l'Univers. On soupçonne qu'un trou noir super-massif se dissimule au centre de chacun d'entre eux. À son voisinage, les particules chargées (électrons et protons) sont accélérées jusqu'à des vitesses proches de celle de la lumière, et sont éjectées sous forme de jets de part et d'autre de la galaxie. Centaurus A, située dans la constellation du Centaure, est une des galaxies les plus brillantes du ciel nocturne. Sa proximité permet des études approfondies de son noyau actif et ses environs. Centaurus A couvre une région du ciel de plus de cent fois la taille apparente de la pleine Lune – mais cette large extension n'apparaît qu'aux fréquences radio, seule la galaxie hôte étant visible à l'oeil nu.

Les télescopes du "High energy stereoscopic system" (Hess) situés en Namibie viennent de découvrir une émission gamma à très haute énergie en direction de Centaurus A. Hess est constitué de quatre télescopes identiques de treize mètres de diamètre, construits et exploités par une collaboration internationale. Ses caméras ultra-rapides enregistrent les flashs ténus bleutés provenant des cascades de particules, elles-mêmes issues de l'interaction des photons gamma dans l'atmosphère.

Cette émission gamma de Centaurus A est tellement faible que plus de cent heures d'observation ont été nécessaires pour la révéler. Le signal détecté provient du centre de la galaxie et des régions internes des jets. Néanmoins, avec les données actuelles, il n'est pas encore possible d'identifier l'origine exacte de cette émission. Ces rayons gamma, mille milliards de fois plus énergétiques que la lumière visible, sont vraisemblablement produits lorsque des particules accélérées à des énergies extrêmes au voisinage du trou noir central, interagissent avec les champs de radiation et/ou le milieu environnant.

La détection de rayons gamma de très haute énergie en provenance de Centaurus A soulève la question plus générale de savoir si une telle propriété est commune à tous les noyaux actifs de galaxie. Pour répondre à cette question, des observations plus approfondies de Centaurus A et d'autres systèmes similaires sont donc nécessaires. Les futurs instruments, d'une sensibilité accrue, devraient dévoiler davantage de sources gamma de cette classe émergente et, ainsi, déterminer les processus mis en jeu.

Un très grand télescope de trente mètres de diamètre est actuellement en cours de construction afin d'améliorer les performances de l'expérience Hess, et sera mis en service en 2010. Dans un avenir plus lointain, le projet européen "Cherenkov telescope array" (CTA) est à l'étude. Cette observatoire gamma consistera en un réseau d'une centaine de télescopes, augmentant ainsi la sensibilité d'un facteur dix au regard des instruments de génération actuelle.

 

Pour en savoir plus

Contact chercheur

  • IN2P3 : Michael Punch, Tél : 01 57 27 60 81
  • Insu : Jean-Philippe Lenain et Catherine Boisson
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