Les rayons cosmiques ont été découverts il y a 100 ans, mais leur origine reste l'un des mystères les plus persistants de la physique.
Les observations réalisées avec le grand "télescope à neutrinos" IceCube en Antarctique n'ont pas encore été en mesure de fournir une réponse définitive sur l'origine de la forme de rayons cosmiques la plus riche en énergie. Une catégorie importante de candidats, les explosions de supernova extrêmes, semble être prête à être annulée.
"Rayons cosmiques" est le nom déroutant des particules spatiales riches en énergie - principalement des protons - qui bombardent constamment la Terre. La plupart de ces particules rapides proviennent probablement d'explosions de supernova, mais certaines ont tellement d'énergie qu'une explosion d'étoile "régulière" ne suffit pas à les expliquer.
Les soi-disant hypernovas - les explosions violentes qui se produisent lorsque une étoile très massive s'effondre dans un trou noir - peut avoir été la source de ces particules extrêmement énergétiques. En plus des protons rapides, ces explosions d'hypernova produisent également des éclairs momentanés de rayons gamma. Et les interactions entre les protons extrêmement riches en énergie et les rayons gamma devraient libérer des neutrinos.
Si les hypernovas étaient effectivement la source de la forme de rayons cosmiques la plus riche en énergie, IceCube aurait pu l'être dans la période mai 2008- Avril 2010, alors que le détecteur de neutrinos n'était pas encore terminé, devait collecter environ huit neutrinos en direction de l'hypernova après chaque sursaut gamma. Mais bien que plus de 300 sursauts gamma aient été observés au cours de ces années, IceCube n'a étonnamment pas détecté un seul neutrino provenant définitivement d'une telle explosion d'hypernova.
La question est maintenant de savoir où est le plus énergétique les riches rayons cosmiques proviennent. En fait, il ne reste plus qu'une classe sérieuse de candidats :les noyaux actifs des galaxies. Se cachent dans ces noyaux des trous noirs supermassifs qui avalent la matière de leur environnement et renvoient une partie de leur « butin » dans l'espace sous forme de faisceaux de particules à haute énergie. Dans la période à venir, il sera étudié si IceCube détecte les neutrinos libérés au cours de ce processus.
