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L’accélérateur de particules cosmiques atteint ses limites théoriques

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Marrakech, 11 Mar. (Maroc-Actu) –

Des observations de rayons gamma montrent pour la première fois le déroulement d’un processus d’accélération dans un processus stellaire appelé nova, impliquant de puissantes éruptions à la surface d’une naine blanche.

Une nova crée une onde de choc qui traverse le milieu environnant, entraînant des particules et les accélérant à des énergies extrêmes.

Étonnamment, la nova « RS Ophiuchi », analysée dans une nouvelle étude par l’observatoire HESS en Namibie avec l’aide de télescopes spatiaux, semble produire des particules. s’accélèrent à des vitesses qui atteignent la limite théoriquecorrespondant à des conditions idéales. Cette recherche a été publiée dans la revue Science.

Les naines blanches sont de vieilles étoiles épuisées qui se sont effondrées sur elles-mêmes pour devenir des objets extrêmement compacts. Les nova se produisent, par exemple, lorsqu’une naine blanche se trouve dans un système binaire avec une grande étoile, et que la naine blanche collecte de la matière de son compagnon plus massif en raison de sa gravité. Lorsque la matière collectée dépasse un niveau critique, elle déclenche une explosion thermonucléaire à la surface de la naine blanche. Certaines novae sont connues pour se répéter.

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RS Ophiuchi est l’une de ces novae récurrentes ; une explosion se produit à sa surface tous les 15 à 20 ans. « Les étoiles qui composent le système sont à peu près à la même distance que la Terre et le Soleil », explique-t-il. dans une déclaration Alison Mitchell, chercheuse à la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg et investigatrice principale du programme HESS Nova. « Lorsque la nova a explosé en août 2021, les télescopes HESS nous ont permis d’observer pour la première fois une explosion galactique en rayons gamma de très haute énergie. » continue.

Le groupe de recherche a observé que les particules ont accéléré jusqu’à atteindre des énergies plusieurs centaines de fois supérieures à celles observées précédemment dans les novae. En outre, l’énergie libérée par l’explosion a été transformée de manière extrêmement efficace en protons et noyaux lourds accélérés, de sorte que l’accélération des particules a atteint les vitesses maximales calculées dans les modèles théoriques.

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Selon Ruslan Konno, l’un des principaux auteurs de l’étude et doctorant au DESY à Zeuthen, « l’observation que la limite théorique de l’accélération des particules peut en fait être atteinte dans les véritables ondes de choc cosmiques a d’énormes implications pour l’astrophysique. Cela suggère que le processus d’accélération pourrait être tout aussi efficace dans leurs parents beaucoup plus extrêmes, les supernovae ».

Pendant l’éruption de RS Ophiuchi, les chercheurs ont pu pour la première fois suivre le développement de la nova en temps réel, ce qui leur a permis d’observer et d’étudier l’accélération des particules cosmiques comme s’ils regardaient un film. Les chercheurs ont pu mesurer les rayons gamma à haute énergie jusqu’à un mois après l’explosion.

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