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    VERITAS fournit une pièce critique au puzzle de découverte des neutrinos

    L'un des télescopes du Very Energetic Radiation Imaging Telescope System (VERITAS) dans le sud de l'Arizona. VERITAS est exploité et géré par le Smithsonian Astrophysical Observatory. Crédit :Steve Criswell (SAO)

    La matrice VERITAS a confirmé la détection de rayons gamma de haute énergie à proximité d'un trou noir supermassif situé dans une galaxie lointaine, TXS 0506+056. Bien que ces détections soient relativement courantes pour VERITAS, ce trou noir est potentiellement la première source astrophysique connue de neutrinos cosmiques de haute énergie, un type de particule subatomique fantomatique qui peut être fabriquée à partir de sources astrophysiques de rayons cosmiques à ultra haute énergie.

    L'Université de l'Utah est l'une des institutions collaboratrices fondatrices de l'observatoire VERITAS. Co-auteur Dave Kieda, professeur de physique et d'astronomie et doyen de la Graduate School de l'U, a dirigé la conception, la construction et la mise à niveau de VERITAS qui ont donné à l'instrument une sensibilité accrue aux rayons gamma de basse énergie essentiels à la découverte. Anushka Udara Abeysekara, professeur assistant de recherche en physique et astronomie à l'U, est également co-auteur de l'article.

    "C'est la première fois que nous voyons des rayons gamma et des neutrinos de haute énergie générés par une source astrophysique commune. C'est la preuve que les galaxies proches et lointaines avec des trous noirs supermassifs en leurs centres créent activement des rayons cosmiques de haute énergie, " a déclaré Kieda. " C'est l'une des pièces du puzzle nécessaire pour résoudre le mystère de l'origine de ces rayons cosmiques. "

    L'Université de l'Utah exploite également l'observatoire des rayons cosmiques Telescope Array basé à Delta, Utah. En 2015, le groupe de réseaux de télescopes de l'Université de l'Utah a identifié un point chaud potentiel de rayons cosmiques à ultra haute énergie provenant d'une vaste région du ciel contenant de nombreuses sources potentielles de rayons cosmiques extragalactiques. Parce que le champ magnétique de notre galaxie courbe la trajectoire des particules cosmiques entrantes, le Telescope Array n'a pas pu identifier une galaxie individuelle comme l'origine des rayons cosmiques de haute énergie. La découverte des rayons gamma VERITAS, en combinaison avec la détection de neutrinos ICECUBE, fournit un moyen d'identifier directement une seule galaxie comme source de rayons cosmiques de haute énergie. Cette approche "multi-messagers" de l'astronomie - utilisant des observations conjointes de neutrinos, rayons gamma, Les rayons X et les rayons cosmiques - constituent une avancée majeure dans la compréhension de l'origine astrophysique des particules les plus énergétiques de l'univers.

    « L'ère de l'astrophysique multi-messagers est arrivée, " a déclaré France Córdova, directrice de la National Science Foundation. "Chaque messager - du rayonnement électromagnétique, les ondes gravitationnelles et maintenant les neutrinos—nous donne une compréhension plus complète de l'univers, et de nouvelles informations importantes sur les objets et les événements les plus puissants du ciel. De telles percées ne sont possibles que grâce à un engagement à long terme dans la recherche fondamentale et à des investissements dans de superbes installations de recherche. »

    La conception de cet artiste montre un blazar - le noyau d'une galaxie active alimentée par un trou noir supermassif. Les scientifiques utilisant la matrice VERITAS ont détecté des rayons gamma du blazar TXS 0506+056, qui est également considéré comme une source de neutrinos. Crédit :M. Weiss/CfA

    VERITAS fournit une pièce critique au puzzle de découverte des neutrinos

    La matrice VERITAS a confirmé la détection de rayons gamma à proximité d'un trou noir supermassif. Bien que ces détections soient relativement courantes pour VERITAS, ce trou noir est potentiellement la première source astrophysique connue de neutrinos cosmiques de haute énergie, un type de particule subatomique fantomatique.

    Le 22 septembre, 2017 l'Observatoire IceCube Neutrino, un télescope à neutrinos de kilomètre cube situé au pôle Sud, détecté un neutrino de haute énergie d'origine astrophysique potentielle. Cependant, IceCube n'est pas capable de localiser une source de neutrinos dans le ciel. Pour ça, les scientifiques avaient besoin de plus d'informations.

    Très vite après l'annonce de la détection par IceCube, des télescopes du monde entier, y compris VERITAS (qui signifie "Very Energetic Radiation Telescope Array System") se sont mis en action pour identifier la source. Les VERITAS, MAGIE et H.E.S.S. les observatoires à rayons gamma ont tous regardé la position des neutrinos. En outre, d'autres observatoires de rayons gamma qui surveillent une grande partie du ciel à des énergies inférieures et supérieures ont également fourni une couverture.

    Ces observations de suivi de la position approximative du neutrino IceCube suggèrent que la source du neutrino est un blazar, qui est un trou noir supermassif avec de puissants jets sortants qui peuvent changer considérablement de luminosité au fil du temps. Ce blazar, connu sous le nom de TXS 0506+056, est situé au centre d'une galaxie à environ 4 milliards d'années-lumière de la Terre.

    Initialement, Le télescope spatial à rayons gamma Fermi de la NASA a observé que TXS 0506+056 était plusieurs fois plus lumineux que ce que l'on voit habituellement dans sa surveillance du ciel. Finalement, l'observatoire MAGIC a fait une détection de rayons gamma beaucoup plus énergétiques environ deux semaines après la détection des neutrinos, tandis que VERITAS, H.E.S.S. et HAWC n'a vu le blazar dans aucune de leurs observations au cours des deux semaines suivant l'alerte.

    Compte tenu de l'importance des détections de rayons gamma à haute énergie pour identifier la source possible du neutrino, VERITAS a continué à observer TXS 0506+056 au cours des mois suivants, jusqu'en février 2018, et a révélé la source mais à un état plus faible que ce qui a été détecté par MAGIC.

    La détection des rayons gamma coïncidant avec les neutrinos est alléchante, puisque les deux particules doivent être produites dans la génération de rayons cosmiques. Depuis qu'ils ont été détectés pour la première fois il y a plus de cent ans, les rayons cosmiques - des particules hautement énergétiques qui pleuvent continuellement sur Terre depuis l'espace - ont posé un mystère persistant. Qu'est-ce qui crée et lance ces particules sur de si vastes distances ? D'où viennent-ils?

    "Le lien potentiel entre l'événement neutrino et TXS 0506+056 apporterait un éclairage nouveau sur les mécanismes d'accélération qui se déroulent au cœur de ces galaxies, et apporter des indices sur la question centenaire de l'origine des rayons cosmiques, " a déclaré le co-auteur et porte-parole de VERITAS Reshmi Mukherjee du Barnard College, Université de Columbia à New York, New York.

    "L'astrophysique entre dans une nouvelle ère passionnante d'observations multi-messagers, dans lequel les sources célestes sont étudiées par la détection du rayonnement électromagnétique qu'elles émettent à travers le spectre, des ondes radio aux rayons gamma de haute énergie, en combinaison avec des moyens non électromagnétiques, comme les ondes gravitationnelles et les neutrinos de haute énergie, " a déclaré le co-auteur Marcos Santander de l'Université d'Alabama à Tuscaloosa.

    Un article décrivant les observations VERITAS profondes de TXS 0506+056 apparaît en ligne dans The Lettres de revues astrophysiques le 12 juillet, 2018.


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