Les rayons cosmiques ont été découverts il y a un siècle, mais leur origine demeure l'un des plus grands mystères de la physique moderne.
Les observations du grand détecteur de neutrinos IceCube, en Antarctique, n'ont pas encore élucidé l'origine des rayons cosmiques les plus énergétiques. Les explosions de supernovas extrêmes, un candidat majeur, semblent écartées.
Les "rayons cosmiques" désignent ces particules spatiales ultra-énergétiques – principalement des protons – qui bombardent en permanence la Terre. La majorité provient probablement d'explosions de supernovas, mais les plus énergétiques défient les explications issues d'explosions stellaires classiques.
Les hypernovas, explosions cataclysmiques d'étoiles massives s'effondrant en trous noirs, étaient considérées comme des sources potentielles. Ces événements produisent non seulement des protons ultra-rapides, mais aussi des sursauts de rayons gamma. Les interactions entre protons et gamma devraient générer des neutrinos détectables.
Pourtant, entre mai 2008 et avril 2010, malgré plus de 300 sursauts gamma observés et un détecteur IceCube partiellement opérationnel, aucun neutrino issu d'hypernovas n'a été détecté.
Reste une classe de candidats prometteuse : les noyaux actifs de galaxies (AGN). Ces régions abritent des trous noirs supermassifs qui accrètent de la matière et éjectent des jets de particules à haute énergie. Les futures observations d'IceCube testeront cette hypothèse en cherchant les neutrinos associés.
