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L'observatoire Pierre Auger a pour la première fois capté les ombres de la Lune et du Soleil projetées par des particules d'énergie record.
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Les rayons cosmiques ne sont pas des rayons au sens habituel, mais des particules rapides qui bombardent la Terre de toutes parts. Ce sont principalement des protons et des noyaux atomiques. Leur énergie varie : de modeste à fantastiquement énorme. Lorsqu'une telle particule se dirige vers nous et qu'elle rencontre la Lune ou le Soleil sur son chemin, elle est absorbée. Derrière l'astre se forme une « ombre » : là où les particules n'arrivent pas, les instruments enregistrent moins de signaux.
L'observatoire Pierre Auger est situé dans la pampa argentine. Ses détecteurs au sol, répartis sur une superficie de 3000 kilomètres carrés, capturent les gerbes de particules secondaires produites dans l'atmosphère après l'impact d'un rayon cosmique. Dans cette nouvelle étude, les scientifiques ont analysé plus de 10 millions de ces événements et ont pour la première fois observé les ombres de la Lune et du Soleil pour des particules d'énergie moyenne de 7×10¹⁷ électronvolts. Pour donner une idée : c'est comme l'énergie d'une balle de tennis en vol, mais concentrée dans une seule particule subatomique.
Les observations précédentes d'ombres se limitaient à des énergies allant jusqu'à 10¹⁶ eV. Les nouvelles données vont presque cent fois plus loin sur l'échelle d'énergie.
Les ombres ont été détectées avec une significativité statistique globale d'environ 3σ (sigma). Cela signifie que la probabilité d'une coïncidence fortuite est inférieure à un pour cent. Les observations ont confirmé que le système de détecteurs au sol de l'observatoire pointe exactement là où il faut, avec une précision angulaire d'environ 0,6 degré. Ce calibrage à l'aide de « balises » naturelles est crucial pour la recherche des sources de rayons cosmiques — car nous ne savons toujours pas avec certitude où naissent les plus énergétiques d'entre eux.
L'énergie d'une particule de 7×10¹⁷ eV est comparable à la piqûre d'un moustique qui se pose sur votre bras, mais concentrée non pas dans un insecte entier, mais dans un seul proton.