Située à environ 4 500 années-lumière dans la constellation du Cygne, se trouve une véritable fabrique d'étoiles appelée Cygnus X… dont on estime qu'elle a suffisamment de «matières premières» pour créer jusqu'à deux millions de soleils. Un intérêt particulier est celui nommé Cygnus OB2 qui abrite 65 des étoiles de type O les plus chaudes, les plus grandes et les plus moyennes connues - et près de 500 membres B. Les garçons O soufflent des trous dans les nuages de poussière lors d'écoulements intenses, perturbant les rayons cosmiques. Maintenant, une étude utilisant des données du télescope spatial à rayons gamma Fermi de la NASA nous montre que cette perturbation peut être retracée à sa source.
Découverte il y a environ 60 ans dans les radiofréquences, la région du Cygnus X est depuis longtemps intéressante, mais voilée de poussière aux longueurs d'onde optiques. En utilisant le télescope spatial Fermi à rayons gamma de la NASA, les scientifiques sont maintenant en mesure de regarder derrière l’obscurcissement et de jeter un œil au cœur à travers des observations de rayons gamma. Dans les régions de formation d'étoiles comme Cygnus X, des particules subatomiques sont produites et ces rayons cosmiques traversent notre galaxie à la vitesse de la lumière. Lorsqu'ils entrent en collision avec le gaz interstellaire, ils se dispersent, ce qui rend impossible leur traçage jusqu'à leur point d'origine. Cependant, cette même collision produit une source de rayons gamma… qui peut être détectée et localisée.
"Les meilleurs sites candidats de la galaxie pour l'accélération des rayons cosmiques sont les coquilles en expansion rapide de gaz ionisé et de champ magnétique associées aux explosions de supernova." dit l'équipe FERMI. «Pour les étoiles, la masse est le destin, et les plus massives - appelées types O et B - vivent vite et meurent jeunes.»
Parce que ces types d'étoiles ne sont pas très courants, des régions comme Cygnus X deviennent d'importants laboratoires d'étoiles. Ses débits intenses et sa masse énorme remplissent la prescription pour l'étude. À l'intérieur de ses parois évidées, les étoiles résident dans des couches de gaz minces et chauds enveloppées dans des rubans de gaz frais et dense. C’est dans ce domaine spécifique que l’instrumentation LAT de Fermi excelle - détectant une quantité incroyable de rayons gamma.
«Nous voyons de jeunes rayons cosmiques, avec des énergies comparables à celles produites par les accélérateurs de particules les plus puissants de la Terre. Ils viennent de commencer leur voyage galactique, zigzaguant loin de leur accélérateur et produisant des rayons gamma lorsqu'ils frappent du gaz ou de la lumière des étoiles dans les cavités », a déclaré le co-auteur Luigi Tibaldo, physicien à l'Université de Padoue et à l'Institut national italien de physique nucléaire.
Cadencées à 100 milliards d'électrons volts par le LAT, ces particules hautement accélérées révèlent l'origine extrême de l'émission de rayons gamma. Par exemple, la lumière visible n'est que de deux à trois électrons volts! Mais pourquoi Cygnus X est-il si spécial? Il emmêle ses sources dans des champs magnétiques complexes et empêche la majorité d'entre elles de s'échapper. Tout cela grâce à ces étoiles de grande masse…
«Ces ondes de choc agitent le gaz et tordent et emmêlent le champ magnétique dans un jacuzzi à l'échelle cosmique afin que les jeunes rayons cosmiques, fraîchement éjectés de leurs accélérateurs, restent piégés dans cette tourmente jusqu'à ce qu'ils puissent s'infiltrer dans des régions interstellaires plus calmes, où ils peuvent diffuser plus librement », a déclaré la co-auteure Isabelle Grenier, astrophysicienne à l'Université Paris Diderot et à la Commission de l'énergie atomique de Saclay, en France.
Cependant, il y a plus dans l'histoire. Le reste de la supernova Gamma Cygni est également à proximité et peut également avoir un impact sur les résultats. À ce stade, l'équipe de Fermi considère qu'elle a peut-être créé le «cocon» initial qui maintient les rayons cosmiques en place, mais ils concèdent également que les particules accélérées peuvent provenir de multiples interactions avec les vents stellaires.
«Il faut étudier si les particules gagnent ou perdent de l'énergie à l'intérieur de ce cocon, mais son existence montre que l'histoire des rayons cosmiques est beaucoup plus mouvementée qu'une marche aléatoire loin de leurs sources», a ajouté Tibaldo.
Source de l'histoire originale: NASA Fermi News.
