Note : toutes les miniatures sont dotées d’un lien conduisant vers la page du site de l’APOD qui contient les textes anglais et les photographies originales. Les textes sont quelquefois une adaptation des textes de l’APOD et ne sont donc pas une traduction fidèle. J’ai souvent ajouté mes propres commentaires, ou encore fait un résumé rapide. J’ai aussi modifié la plupart des hyperliens vers des pages françaises. Les photos les plus récentes
apparaissent en haut de la page.
LES RAYONS COSMIQUES
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Cette particule est l'une
des plus énergétiques connues ayant pénétré dans l'atmosphère de notre
planète, la Terre. Mais, d’où venait-elle? On l’a surnommée
Amaterasu, la
déesse shintoïste du
Soleil. Mais, elle ne venait certes pas du Soleil, car cette particule, à
l’instar de tous les
rayons
cosmiques, a produit en entrant dans notre
gerbe
atmosphérique
d’électrons, de protons et d’autres particules élémentaires qui se sont
dirigés vers le sol. Cette illustration montre les composantes de la gerbe
qui ont été détectées par le
Telescope
Array situé dans l’Utah en mai 2021. Ces gerbes sont assez fréquentes et
il y a de fortes chances que vous vous trouviez un jour sous l’une d’elles,
sans toutefois le savoir. L’origine de la particule Amaterasu est encore un
mystère à deux égards. Premièrement, parce qu’on ne sait pas comment une
seule particule ou un noyau atomique peut acquérir autant d’énergie et
ensuite parce que toutes les tentatives pour retracer celle-ci jusqu’à son
origine ont échoué et on n’a donc trouvé aucune source potentielle probable.
(Illustration Credit: Osaka
Metropolitan U./L-INSIGHT, Kyoto
U./Ryuunosuke
Takeshige) |
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C'est étonnant, mais pour un télescope orbital en
rayon gamma, la forme la plus énergétique de la lumière, c'est la Terre qui est la source la plus brillante. Les rayons gamma en provenance de notre planète proviennent des collisions entre les rayons cosmiques et les gaz de l'atmosphère. L'atmosphère empêche ces radiations néfastes d'atteindre le sol, mais elles rendent le ciel de la Terre très brillant pour les détecteurs du télescope spatial Fermi. Cette image a été réalisée en n'utilisant que les observations captées alors que le centre de la Voie lactée était au zénith, directement au-dessus du télescope Fermi. Le zénith du télescope est au centre de l'image. La Terre et la région au nadir, celle qui est directement sous le satellite, sont situées à la périphérie de l'image, ce qui donne pour quiconque serait à l'emplacement du télescope une projection totale de la sphère céleste. Le schéma des couleurs emploie le bleu pour les rayonnements gamma de faible intensité et des teintes jaunâtres pour les intensités élevées sur une échelle logarithmique. L'anneau jaune correspond au limbe de notre planète. Le rayonnement gamma de notre galaxie est relativement beaucoup plus faible, c'est la diagonale rouge et bleue qui traverse l'image. Lancé le 11 juin 2008 pour explorer l'Univers dans les hautes énergies, le télescope Fermi célébrait cette semaine son deux millième jour en orbite basse autour de la Terre. (Image Credit: International Fermi Large Area Telescope Collaboration, NASA, DOE) 6 décembre 2013 |
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Quelle est l’origine
des rayons cosmiques? La réponse à cette question vieille
de près d’un siècle pourrait fort bien venir de l’Observatoire
Pierre Auger, le premier observatoire de rayons cosmiques de la planète.
Les particules élémentaires de haute énergie qui se
déplace à des vitesses folles dans l’Univers sont connues
depuis près d’un siècle. Mais elles sont rarement détectées
de la Terre et la direction d’où elles viennent n’a
pas été mesurée avec précision. Cependant,
de nouveaux résultats du projet Auger indiquent que la direction
de 12 des rayons cosmiques détectés est statistiquement compatible
avec la position d’une galaxie active rapprochée. On sait
que ces galaxies, en raison de la présence d’un trou noir
en leur centre, émettent une grande quantité de radiations énergétiques.
Ces résultats indiquent aussi que les rayonnements cosmiques les
plus énergétiques sont des protons, car des particules chargées
de plus grande masse seraient déviées par le champ magnétique
de la Voie lactée, rendant ainsi impossible le calcul de la direction
d’où elles viennent. L’image du jour illustre un rayon
cosmique frappant l’atmosphère terrestre et la création
d’une cascade de particules qu’il produit. On a superposé l’image
de Centaurus
A (NGC 5128) pour montrer le type de galaxie duquel pourraient provenir
les rayons cosmiques. ( Illustration Crédit: Pierre
Auger Observatory Team) 12 novembre 2007 |
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Les rayons
cosmiques de haute énergie vous frappent à un rythme
régulier. On a découvert les rayons cosmiques au début
du 20e siècle (historique
sur Wikipédia). L’illustration montre comment des
rayons cosmiques de haute énergie produisent une cascade de
réactions dans l’atmosphère terrestre. Le rayonnement
cosmique, présent dans tout l’Univers, est constitué de
particules de très haute énergie (protons, noyaux d’hélium, électrons,
noyaux d’atomes ainsi que d’antimatière). L’origine
des rayons cosmiques de haute énergie demeure encore inexpliquée. (Illustration
Credit: Simon
Swordy (U.
Chicago), NASA) 14 août 2006 |
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Difficile à croire, mais
cette image est vraiment une photographie de la Terre réalisée
depuis l’espace. Non, l’appareil photo n’est pas défectueux,
il est simplement ajusté pour répondre au rayonnement gamma
dont l’énergie tourne autour des 35 millions d’électronvolts
(MeV) au lieu des quelques électronvolts (eV) de la lumière
visible. Le rayonnement gamma émis par notre planète est
heureusement très faible. Il a fallu accumuler 7 années
de données recueillies par le satellite CGRO («Compton
Gamma Ray Observatory») pour réaliser cette image.
Le rayonnement gamma est essentiellement émis à partir
de la haute atmosphère. Le rayonnement gamma est produit par l’interaction
des rayons cosmiques avec les atomes de l’atmosphère. L’étude
de ce rayonnement peut nous aider à mieux déterminer les
sources des rayons cosmiques, des pulsars, des rémanents de supernovae
ou des trous noirs. (Credit: Dirk Petry (GLAST Science
Support Center), EUD, EGRET, NASA) 3 juin 2006 REPRISE : 31 mars 2005 |
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La lune en rayon gamma? Si l’on
ne voyait que les rayons gamma, la Lune nous apparaîtrait plus
lumineuse que le Soleil! Cette constatation étonnante a été démontrée
par les observations de la Lune réalisée par le télescope
EGRET (Energitic Gamma Ray Experiment Telescope) situé à bord
de l’observatoire Compton Gamma Ray entre avril 1991 et juin 2000.
Même si ce télescope est le plus sensible en son genre,
il ne pouvait pas voir le Soleil en rayons gamma. Comment se fait-il
que la Lune soit si brillante en rayon gamme. C’est à cause
des particules très énergétiques que nous connaissons
sous le nom de rayons cosmiques qui bombardent en permanence la surface
lunaire. Ce bombardement induit des rayons gamma. (Crédit:
Dave Thompson (NASA/GSFC) et
al., EGRET, Compton
Observatory, NASA) 27 mai 2006 REPRISE : 17 avril 1999 et 10 février 1997 |
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Les recherches faites en 1912 par le physicien autrichien Victor Hess à l'aide de ballons atmosphériques ont révélé que notre planète est continuellement bombardée par des radiations à haute énergie venant de l'espace. Cette découverte lui a d'ailleurs valu le prix Nobel de physique en 1936. On a donné le nom de rayons cosmiques à ces radiations. Mais quelle est la nature des rayons cosmiques et d'où viennent-ils? On sait maintenant que ce sont des particules subatomiques, surtout des protons et des électrons, mais leur origine est un mystère qui dure depuis leur découverte. Après presque un siècle d'études des rayons cosmiques, ce casse-tête a été partiellement résolu grâce aux images en rayons X et aux spectres provenant du satellite ASCA (Advanced Satellite for Cosmology and Astrophysics). Les données en rayon X utilisées pour construire cette image en fausses couleurs couvrent la région de l'étoile qui a produit une supernova en 1006 (SN 1006). La bordure brillante est l'onde de choc du rémanent en expansion. Les spectres d'énergie des régions brillantes indiquent que les rayons X sont produits par des électrons de très haute énergie qui s'enroulent dans les lignes de champ magnétique à des vitesses approchant celle de la lumière. Si, comme on s'y attend, des protons de haute énergie sont aussi présents, alors des rémanents de supernova comme SN 1006 sont des sources des énigmatiques rayons cosmiques. Mais, ce ne sont probablement pas les seules sources. (Credit: E. Gotthelf (Columbia University), ASCA Project, NASA) 2 décembre 2000 REPRISE DU 16 octobre 1996 |
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Le rayonnement cosmique qui bombarde la Terre en permanence est constitué de particules qui voyagent à une vitesse approchant celle de la lumière. Il a été découvert par l'Autrichien Victor Franz Hess en 1912 lors d'expériences utilisant des ballons envoyés à de hautes altitudes. Son origine est depuis un mystère. Selon une récente hypothèse, le rayonnement cosmique proviendrait des noyaux des atomes de la poussière anéantie par le choc d'une supernova, l'explosion d'une étoile massive. Ce dessin artistique montre l'explosion d'une supernova (à gauche) et une section conique du nuage en expansion de la matière éjectée. Les atomes sont arrachés des bandeaux brunâtres de poussière par les ondes de choc représentées par des anneaux orangés. Cette hypothèse est supportée par des observations que de la poussière se déplaçant à très haute vitesse était présente dans la supernova SN 1987A et que du béryllium, un élément léger créé lors des collisions avec le rayonnement cosmique, est présent dans les jeunes et les vieilles étoiles. Le satellite ACE (Advanced Composition Explorer) pourra par ses mesures vérifier la validité de cette hypothèse. (Credit: M. DeBord, R. Ramaty and B. Kozlovsky (GSFC), R. Lingenfelter (UCSD), NASA) 18 juin 1998 |
