Phénomènes cosmiques de haute énergie et astroparticules

Un sursaut gamma s’accompagne d’un dégagement de matière sous forme de deux cônes opposés. Crédit : ESO

A hautes énergies, les phénomènes violents de l’Univers sont liés à la production de rayonnement et de particules tels que les rayonnements X, gamma, les particules subatomiques de tous types (particules chargées, neutrinos, …) et à l’extrême le rayonnement gravitationnel.

Etudier ces rayonnements a pour but de comprendre quels sont les mécanismes capables de produire l’accélération de particules galactiques et extragalactiques au sein des objets compacts et de leur environnement. Les chercheurs étudient les trous noirs (trou noir au centre de la Voie lactée, dans les systèmes binaires galactiques ou dans les galaxies actives), les restes de supernovae, les pulsars ou bien encore les sursauts gamma.

Concernant la recherche sur l’existence et la nature des particules de matière noire, les expériences peuvent se faire en laboratoire, de façon directe pour la recherche de WIMPs (matière noire dite froide) ou d’axions (matière noire dite chaude), mais également de manière indirecte en traquant les rayons gamma qui seraient produits lors des processus d’annihilation dans les régions denses. Les axions peuvent également être produits dans le Soleil ou lors de la propagation des rayons gamma.

A l’aide des missions spatiales, de télescopes au sol, ou de détecteurs tapis sous la roche à l’abri des rayons cosmiques, les équipes de l’Irfu développent les instruments, les exploitent et analysent les données pour y découvrir l’énigme de phénomènes violents de l’Univers ainsi que le mystère de la matière noire.

Le réseau de télescopes H.E.S.S. détecte indirectement les rayons gamma produits lors de l’accélération et/ou la propagation des rayons cosmiques au sein ou au voisinage des sources du rayonnement cosmique galactique. Les rayons gamma de très hautes énergies interagissent dans l’atmosphère terrestre en créant une gerbe de particules.

#28 - Màj : 20/03/2018