Nasa: un trou noir près du système solaire?

Les rayons cosmiques sont composés de rayons gamma et de particules qui se déplacent à une vitesse proche de celle de la lumière, principalement des protons et des particules alpha (noyaux d'hélium) mais aussi des électrons.

Dans le cadre du projet ATIC (Advanced Thin Ionization Calorimeter) - des instruments à bord d'un immense ballon d'hélium lancé en Antarctique et flottant à près de 38 kilomètres d'altitude - des mesures précises des particules à haute énergie ont été prises dans la haute atmosphère.

L'analyse de ces données a conduit les scientifiques à constater qu'il existe une quantité anormalement élevée d'électrons à haute énergie dans le rayonnement cosmique.

«Cet excès d'électrons ne peut pas être expliqué par le modèle standard sur l'origine du rayonnement cosmique. Il devrait y avoir une autre source relativement proche de nous qui produit ces particules additionnelles», souligne John Wefel, physicien à l'Université de l'État de la Louisiane.

Comme les électrons du rayonnement cosmique perdent rapidement de l'énergie lors de leur périple dans l'espace et qu'une très faible quantité ne devrait donc parvenir jusqu'à nous, les chercheurs estiment que ce surplus d'électrons pourrait être causé par une source située relativement près de nous à l'échelle cosmique, c'est-à-dire à moins de 3000 années-lumière.

Les chercheurs soulignent que les objets que nous connaissons dans un rayon de 3000 années-lumière ne peuvent pas expliquer cette abondance d'électrons énergétiques. Ils avancent donc que cette source inconnue pourrait être un objet «exotique» tels un pulsar, un mini-quasar, des restes de l'explosion d'une supernova ou même un trou noir de taille intermédiaire.

«Ces résultats pourraient être la première indication de l'existence d'un objet très intéressant près de notre système solaire, qui attend d'être étudié à l'aide d'autres instruments.», s'enthousiasme John Wefel.

Bien qu'une source rapprochée d'électrons à haute énergie puisse expliquer ces données, il ne s'agit pas de la seule hypothèse. Les chercheurs soulignent en effet que des «particules exotiques», dont l'existence a été avancée dans des modèles de la matière sombre de l'univers, pourraient être à l'origine de ces électrons énergétiques excédentaires.

«L'annihilation mutuelle de ces particules exotiques pourrait produire des particules telles que des électrons, des positrons, des protons et des antiprotons qui peuvent être observés par les scientifiques», explique Eun-Suk Seo, chercheur à l'Université du Maryland.

Selon Gregory Guzik, lui aussi physicien à l'Université de l'État de la Louisiane, une des particules hypothétiques de cette matière sombre pourrait rendre compte des données mesurées par ATIC, mais à condition qu'elle se trouve en amas. Si ces résultats étaient vérifiés, il s'agirait «d'une avancée majeure dans notre compréhension de la matière sombre et de son rôle dans l'univers», déclare le physicien.

Ces résultats sont publiés dans la revue Nature du 20 novembre 2008: An excess of cosmic ray electrons at energies of 300-800 GeV de J. Chang et collaborateurs. Vous trouverez de plus amples détails dans les communiqués de la Nasa et de l'Université de l'État de la Louisiane.