Qui dessine le ciel des neutrinos : les deux mains de la Galaxie ✛

Original: "Galactic Microquasar and Supernova Remnants Imprinting on Diffuse Neutrino and Gamma-Ray Sky"
· Shiqi Yu, Bing Theodore Zhang
arXiv:2608.22374v1 · 2026-08-23 · CC BY 4.0 · 1 min
Les restes de supernova et les microquasars créent ensemble une lueur diffuse.

La Galaxie brille en neutrinos, des particules qui n'interagissent presque pas avec la matière. Cette lumière est dessinée par deux mains : les restes de supernova (les enveloppes laissées par les explosions d'étoiles) et les microquasars (des systèmes binaires avec un trou noir et des jets). Les deux accélèrent des protons, et ceux-ci, en entrant en collision avec le gaz, produisent des neutrinos. Mais quelle main est la plus importante ?

Jusqu'à 10 TeV, le fond est créé par les restes de supernova ; au-delà, ce sont les microquasars.

Les scientifiques ont construit un modèle où les deux classes d'accélérateurs agissent séparément. Les restes de supernova accélèrent les protons jusqu'à 68 TeV, les microquasars jusqu'à 6 PeV (cent fois plus). En ajustant l'efficacité aux mesures près de la Terre, ils ont calculé le flux de neutrinos et de rayons gamma. Le résultat correspond aux données d'IceCube et de LHAASO. Désormais, ce fond peut être utilisé pour rechercher des sources individuelles brillantes.

L'efficacité d'accélération des protons par les microquasars, d'environ 10 %, signifie que chaque objet de ce type en phase active injecte dans les rayons cosmiques une énergie comparable à la luminosité totale d'Eddington pour un trou noir de 10 masses solaires, soit environ $10^{39}$ erg/s.

n_{cr}(E,r,\tau_{lookback}) = L_{cr} \int_{\tau_{min}}^{\tau_{lookback}} P(r,E,\tau)\,d\tau
La concentration de particules au point r s'accumule par diffusion depuis la source qui a fonctionné pendant le temps d'injection.
q_\nu(E_\nu,r) = n_{gas}(r) \int dE_p\, n_p(E_p,r)\,\beta c\,\sigma_{pp}(E_p)\,\frac{dN_\nu}{dE_\nu}(E_\nu,E_p)
Le nombre de neutrinos au point r est proportionnel à la densité du gaz et au flux de protons, multiplié par la section efficace et le rendement en particules.
\phi_\nu(E_\nu,\Omega) = \frac{1}{4\pi} \int dE_p\, \beta c\,\sigma_{pp}(E_p)\,\frac{dN_\nu}{dE_\nu}(E_\nu,E_p)\,X(\Omega,E_p)
Le flux observé est la somme des contributions de tous les points le long de la direction où les rayons cosmiques et le gaz se croisent.
Scientifiques
Paul DiracEmilio Gino SegrèBernhard RiemannJoseph WeberKarl SchwarzschildKip Thorne
Notions
neutrino cosmique neutrino fossile rémanent de supernova accélérateur cosmique étoile à neutrons dans un rémanent de supernova icecube gaz interstellaire étoile à neutrons bulle vents de poussière galactiques écoulement galactique nébuleuse du Crabe grand nuage de Magellan télescope à rayons gamma abondances chimiques stellaires NICER nuage de gaz lhaaso étoiles de population iii nébuleuse de vent de pulsar