Signaux Anormaux Venu de la Glace : Le Mystère ANITA Approche de sa Résolution avec la Nouvelle Mission PUEO

Il y a près d'une décennie, au-dessus des étendues glacées de l'Antarctique, un instrument scientifique nommé ANITA a capté un événement que l'on croyait impossible. Aujourd'hui, ce mystère scientifique, qui défie les modèles physiques établis, est sur le point d'être résolu. Grâce à de nouvelles investigations indépendantes et au déploiement de l'expérience de pointe PUEO (Payload for Ultrahigh Energy Observations), la communauté scientifique est plus proche que jamais de comprendre la nature de ces signaux énigmatiques.

La substance de l'anomalie : des signaux inattendus

Entre 2016 et 2018, l'expérience ANITA, utilisant des antennes radio installées sur un ballon d'altitude en Antarctique, a enregistré une série d'impulsions radio. Ces signaux provenaient d'un angle d'environ 30 degrés sous l'horizon.

Une telle trajectoire impliquait que la source des signaux se situait profondément sous la surface de la glace. Les ondes radio auraient dû traverser des milliers de kilomètres de roche terrestre dense, un parcours qui aurait dû entraîner leur absorption complète.

Initialement, l'instrument ANITA était conçu pour détecter des neutrinos de très haute énergie provenant de l'espace. Ces neutrinos, en interagissant avec la glace, sont censés produire des éclairs de rayonnement radio (l'effet Askaryan). Cependant, les signaux anormaux détectés ne correspondaient pas aux caractéristiques attendues des neutrinos.

Au fil des années, des travaux approfondis de vérification indépendante des données d'ANITA ont apporté des précisions cruciales à cette affaire. L'absence de confirmation par l'Observatoire Pierre Auger est significative : la collaboration internationale de l'Observatoire Pierre Auger, située en Argentine, n'a décelé aucune trace d'événements anormaux similaires après avoir analysé 15 années de données. Compte tenu de la vaste zone de détection d'Auger, cela met sérieusement en doute l'hypothèse qu'ANITA ait capté un flux de nouvelles particules traversant la Terre. Stephanie Wissel, chercheuse principale d'ANITA à l'Université d'État de Pennsylvanie, souligne : « Notre nouvelle étude indique que de tels événements n'ont pas été observés dans des expériences à longue exposition... Cela n'indique pas une nouvelle physique, mais ajoute plutôt des informations à l'image globale. » Ce constat déplace l'attention des explications exotiques vers la recherche de causes plus terre-à-terre.

Les principales hypothèses examinées

• Effets de propagation des ondes radio inconnus : L'explication la plus plausible, selon de nombreux scientifiques, réside dans les effets complexes de réflexion et de réfraction des ondes radio au sein de la structure hétérogène de la glace antarctique et de l'atmosphère polaire, susceptibles de déformer la trajectoire du signal.
• Hypothèses au-delà du Modèle Standard : Des théories impliquant de nouveaux types de particules (telles que celles liées à la matière noire) ou des neutrinos stériles ont été envisagées, mais elles sont jugées peu probables en l'absence de corroboration.

L'espoir d'une clarification définitive repose désormais sur le successeur d'ANITA, l'expérience PUEO. Le lancement de PUEO, dans le cadre de la mission NASA Astrophysics Pioneers, a eu lieu en décembre 2025 depuis la base McMurdo en Antarctide.

Améliorations clés de PUEO par rapport à ANITA

• Sensibilité accrue : PUEO offre une sensibilité dix fois supérieure, ce qui permettra la recherche la plus fine jamais menée sur les neutrinos cosmiques de très haute énergie.
• Déclencheur interférométrique à réseau phasé : Ce nouveau système permettra de distinguer plus précisément les signaux utiles faibles du bruit de fond ambiant.
• Antennes et navigation optimisées : La surface effective des antennes a été doublée, et un nouveau système de navigation inertielle améliorera considérablement la précision de la détermination de la direction d'arrivée du signal.

PUEO devra soit enregistrer de nombreux événements anormaux similaires, permettant une étude détaillée pour déterminer leur nature, soit confirmer leur absence totale, clôturant ainsi le dossier sur une erreur systématique ou un artefact unique propre à ANITA.

La résolution du mystère des anomalies d'ANITA n'est pas une fin en soi ; elle représente une étape cruciale pour l'ensemble du domaine de l'astrophysique des hautes énergies. Stephanie Wissel exprime son enthousiasme : « C'est l'une de ces énigmes qui traînent. Je suis impatiente, car lorsque PUEO commencera son vol, nous aurons une meilleure sensibilité. En principe, nous pourrons mieux comprendre ces anomalies, ce qui constituera un grand pas vers la compréhension des bruits de fond et, finalement, vers la détection future de neutrinos. » Les premiers résultats de la mission PUEO sont attendus dès 2026.