Le bolide cosmique SS 433 file à travers la Galaxie, éjectant deux étroits jets de gaz surchauffé à un quart de la vitesse de la lumière. C'est un microquasar — un système binaire où un trou noir arrache de la matière à une étoile ordinaire, et une partie de cette matière s'échappe sous forme de jets. Récemment, les télescopes ont détecté un rayonnement gamma de plus de 100 TéV provenant de ces jets, émis dans la région où le jet percute un nuage interstellaire. Mais où naissent exactement ces particules record, cela restait un mystère.
Une équipe internationale d'astronomes a analysé les observations d'archives du système SS 433 réalisées avec le réseau à très longue base (VLBA). Ils ont mesuré comment le champ magnétique varie le long de la partie interne du jet, à des distances de quelques dizaines d'unités astronomiques de l'objet central. Il s'avère que le champ décroît selon la loi B ∝ H⁻⁰·⁵, où H est la distance à la source compacte. C'est un résultat clé : dans un jet conique, une telle dépendance signifie que la rigidité magnétique (le produit du champ par la taille de la région d'accélération) ne diminue pas avec la distance, mais augmente. En d'autres termes, plus on s'éloigne du trou noir, plus cette « machine » naturelle peut piéger et accélérer des particules énergétiques.
Cette augmentation de la rigidité fait que la limite de Hillas (l'énergie maximale accessible à l'accélérateur) à une distance de quelques centaines d'unités astronomiques dépasse largement le petaélectronvolt (PéV). C'est précisément cette énergie — environ 2,6 PéV — qu'il faut pour produire les photons gamma détectés par l'observatoire LHAASO. Ainsi, dans le jet de SS 433, on a découvert un PéVatron caché — un accélérateur de protons à des énergies de l'ordre du petaélectronvolt, situé bien plus près du trou noir que les vastes « bulles » de rayonnement téV. Les particules géantes naissent au cœur même de l'éjection, bien avant la collision avec le nuage.
On comprend maintenant que le jet de SS 433 n'est pas simplement un tuyau d'évacuation de gaz, mais un canon à plusieurs étages où le champ magnétique accélère méthodiquement, pas à pas, les protons jusqu'à des énergies inaccessibles sur Terre. Et le PéVatron caché à l'intérieur n'est que le premier étage de cet accélérateur cosmique.
L'énergie de 2,6 PéV équivaut à celle d'un moustique en vol, mais concentrée dans un seul proton. Si une telle particule frappait une cible, elle provoquerait une pluie de particules secondaires, comme l'impact d'un micrométéorite.
Dans le roman « L'Espace de la révélation » d'Alastair Reynolds, des artefacts extraterrestres utilisent des jets relativistes pour les voyages interstellaires — à peu près comme SS 433 accélère la matière à des vitesses proches de celle de la lumière.