Les observations des télescopes H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System) en Namibie ont détecté des électrons cosmiques avec des énergies dépassant 10 tera-électronvolts (TeV). Cette réalisation remarquable, issue d'une décennie de données, améliore notre compréhension des origines de ces particules de haute énergie.
La radiation cosmique provient de sources extrêmes, y compris les restes de supernovae, les pulsars et les noyaux galactiques actifs. Les particules chargées comme les électrons et les positrons acquièrent une immense énergie dans ces environnements. Contrairement à la radiation gamma, qui voyage à travers l'espace sans entrave, les particules chargées sont déviées par des champs magnétiques omniprésents, compliquant la détermination de leurs origines.
L'analyse de H.E.S.S. a révélé un spectre d'énergie étendu, caractérisé par un point d'inflexion notable autour de 1 TeV. Cette transition suggère un changement dans les mécanismes d'accélération et les sources de particules.
Les électrons et les positrons perdent de l'énergie par des interactions avec la lumière et les champs magnétiques. À des énergies dépassant 1 TeV, ces pertes restreignent la distance que les particules peuvent parcourir, indiquant que leurs sources sont probablement situées à quelques milliers d'années-lumière de notre système solaire.
Les modèles informatiques identifient les pulsars comme des candidats principaux, générant des vents de particules chargées accélérées aux fronts de choc magnétiques. Les restes de supernovae peuvent également agir comme des accélérateurs naturels, propulsant des particules à des énergies élevées.
La transition abrupte observée dans le spectre d'énergie implique que les électrons cosmiques de haute énergie proviennent de sources localisées, possiblement d'un seul pulsar situé à quelques milliers d'années-lumière. Des sources plus éloignées produiraient une transition plus graduelle.
Cette découverte offre une occasion unique de raffiner les modèles de diffusion des particules dans la Voie lactée et le rôle des champs magnétiques. L'analyse spectrale détaillée permet d'identifier des processus spécifiques d'accélération et de perte d'énergie.
Les recherches futures se concentreront sur la localisation du pulsar ou de la source responsable de ces particules de haute énergie, la poursuite des observations pour explorer d'autres régions cosmiques et la corrélation des résultats avec les observations de radiation gamma pour améliorer notre compréhension des mécanismes d'accélération cosmique. Cette recherche, publiée dans Physical Review Letters, marque une avancée significative en astrophysique, établissant un nouveau point de référence pour l'étude des particules cosmiques de haute énergie.