En reproduisant la complexité du cosmos à travers des simulations inédites, une nouvelle étude met en évidence l'importance du comportement possible des photons de très haute énergie. Dans leur voyage à travers les champs magnétiques intergalactiques, de tels photons pourraient être transformés en axions et ainsi éviter d'être absorbés.

Comme dans un thriller mordant plein d'évasions et de subterfuges, les photons provenant de sources lumineuses lointaines telles que les blazars pourraient expérimenter un échange continu d'identité au cours de leur voyage à travers l'univers. Cela permettrait à ces minuscules particules d'échapper à un ennemi qui, si rencontré, les anéantirait. Normalement, les photons de très haute énergie (rayons gamma) devraient « entrer en collision » avec la lumière de fond émise par les galaxies et se transformer en paires de particules de matière et d'antimatière, comme l'envisage la théorie de la relativité. Pour cette raison, les sources de rayons gamma de très haute énergie devraient apparaître nettement moins brillantes que ce qui est observé dans de nombreux cas.

Une explication possible de cette anomalie surprenante est que les photons lumineux sont transformés en particules hypothétiques interagissant faiblement, "axion, " lequel, à son tour, se changerait en photons, tout cela en raison de l'interaction avec les champs magnétiques. Une partie des photons échapperait à l'interaction avec le fond lumineux intergalactique qui les ferait disparaître. L'importance de ce processus est soulignée par une étude publiée dans Lettres d'examen physique , qui a recréé un modèle extrêmement raffiné de la toile cosmique, un réseau de filaments composé de gaz et de matière noire présent dans tout l'univers, et de ses champs magnétiques. Ces effets sont maintenant en attente de comparaison avec ceux obtenus expérimentalement grâce aux télescopes de nouvelle génération Cherenkov Telescope Array.

Grâce à des simulations informatiques complexes et inédites réalisées au Centre de calcul intensif du CSCS à Lugano, les chercheurs ont reproduit la soi-disant toile cosmique et ses champs magnétiques associés pour étudier la théorie selon laquelle les photons d'une source lumineuse sont transformés en axions, particules élémentaires hypothétiques, sur l'interaction avec un champ magnétique extragalactique. Les axions pourraient alors être reconvertis en photons en interagissant avec d'autres champs magnétiques. Chercheurs Daniele Montanino, Franco Vazza, Alessandro Mirizzi et Matteo Viel écrivent, "Les photons des corps lumineux disparaissent lorsqu'ils rencontrent la lumière de fond extragalactique (EBL). Mais si au cours de leur voyage ils se dirigent vers ces transformations telles qu'envisagées par ces théories, ça expliquerait pourquoi, en plus de donner des informations très importantes sur les processus qui se produisent dans l'univers, les corps célestes lointains sont plus brillants que prévu à partir d'une observation sur Terre. Ces changements seraient, En réalité, permettre à un plus grand nombre de photons d'atteindre la Terre."

Grâce à la richesse des champs magnétiques présents dans les filaments de la toile cosmique, qui ont été recréés avec les simulations, le phénomène de conversion semblerait beaucoup plus pertinent que prévu par les modèles précédents :« Nos simulations reproduisent une image très réaliste de la structure du cosmos. D'après ce que nous avons observé, la distribution de la toile cosmique envisagée par nous augmenterait considérablement la probabilité de ces transformations. les observatoires astronomiques de nouvelle génération, dont l'un est positionné aux îles Canaries et l'autre au Chili. Ils étudieront l'univers à travers des rayons gamma de très haute énergie.