Découverte majeure en Chine : l’origine des rayons cosmiques enfin élucidée en 2025

Depuis des décennies, les rayons cosmiques intriguent les scientifiques. Ces particules énergétiques qui traversent l’espace à des vitesses proches de celle de la lumière semblent défier nos lois physiques les plus établies. Leur origine, longtemps mystérieuse, vient d’être partiellement élucidée grâce à un observatoire chinois situé à plus de 4 500 mètres d’altitude. Cette découverte ouvre une fenêtre inédite sur les mécanismes extrêmes de notre galaxie et soulève des questions fascinantes sur leur impact possible sur notre planète.

Comment des particules invisibles bouleversent-elles notre compréhension de l’univers ?

Les rayons cosmiques, bien que minuscules, transportent des énergies colossales. Leur étude permet de scruter des phénomènes astrophysiques inaccessibles en laboratoire. Depuis les années 1960, les chercheurs tentent de remonter leur trajectoire pour identifier leurs sources. Mais ces particules, chargées électriquement, sont déviées par les champs magnétiques galactiques, rendant leur piste difficile à suivre. « C’est comme essayer de retrouver l’origine d’une goutte d’eau dans une tempête », compare Élise Moreau, astrophysicienne à l’Observatoire de Paris. « Jusqu’à présent, nous n’avions que des indices épars. » La percée récente du projet LHAASO change la donne, révélant des accélérateurs cosmiques capables de propulser la matière à des énergies inégalées.

Où se trouve ce “super-accélérateur” spatial ?

LHAASO, l’observatoire chinois installé dans la province du Sichuan, a permis de localiser une zone d’émission exceptionnelle dans la constellation du Cygne. Baptisée Cygnus OB2, cette région est une véritable usine à étoiles massives. Les vents stellaires de ces astres jeunes et chauds créent une bulle d’énergie qui agit comme un gigantesque accélérateur de particules naturel. Thomas Lefèvre, physicien des hautes énergies impliqué dans le projet, décrit le processus : « Les champs magnétiques intenses de cette région piègent les particules, les faisant rebondir entre les étoiles comme des balles de flipper. À chaque rebond, elles gagnent de l’énergie, jusqu’à être éjectées à des vitesses proches de celle de la lumière. » Cette découverte, publiée dans Nature Astronomy, marque un tournant dans l’étude des rayons cosmiques galactiques.

Pourquoi Cygnus OB2 est-elle un laboratoire cosmique unique ?

À 4 500 années-lumière de la Terre, Cygnus OB2 abrite une trentaine d’étoiles massives, chacune pesant plus de 20 fois le Soleil. Leur rayonnement ultraviolet et leurs vents stellaires, 100 000 fois plus puissants que ceux de notre étoile, ionisent le gaz environnant, créant une nébuleuse en expansion. Les données de LHAASO montrent que cette région émet des photons d’énergie supérieure à 100 téraélectronvolts (TeV), soit un million de fois plus que les rayons X médicaux. « C’est comme si l’univers avait construit sa propre centrale nucléaire géante », s’exclame Amélie Dubois, spécialiste des phénomènes astrophysiques à l’Université de Montréal. « Ces observations pourraient expliquer pourquoi certaines régions de la galaxie sont plus actives que d’autres. »

Les rayons cosmiques influencent-ils notre climat ou notre biosphère ?

Bien que l’atmosphère terrestre bloque la majorité des rayons cosmiques, certains parviennent à interagir avec les molécules d’air, déclenchant des cascades de particules secondaires. Ces phénomènes pourraient avoir un impact indirect sur le climat en modifiant la formation des nuages. « Nous soupçonnons un lien entre les variations du flux cosmique et les changements climatiques à long terme, mais les données sont encore fragmentaires », admet Laurent Fournier, climatologue à Météo-France. D’autres hypothèses explorent leur influence sur les systèmes biologiques : des études suggèrent que les particules énergétiques pourraient perturber les champs magnétiques utilisés par les oiseaux migrateurs pour se repérer. Cependant, ces effets restent à prouver scientifiquement.

Comment LHAASO capture-t-il ces phénomènes invisibles ?

L’observatoire chinois utilise une méthode ingénieuse : il détecte les « gerbes de particules » créées lorsque les rayons cosmiques heurtent les molécules atmosphériques. Répartis sur 1,3 km², plus de 5 000 détecteurs mesurent l’intensité et la direction de ces cascades. Couplés à des télescopes à fluorescence, ces instruments permettent de reconstituer la trajectoire originale des particules. « Notre défi est de distinguer les signaux cosmiques du bruit de fond terrestre », explique Xiaolong Zhang, ingénieur en charge du système de détection. « Chaque événement est analysé par un algorithme d’intelligence artificielle capable de trier 10 000 collisions par seconde. » Cette technologie a permis d’identifier 12 sources candidates dans Cygnus OB2, dont trois sont désormais considérées comme des super-accélérateurs probables.

Quels secrets cachent encore les rayons cosmiques ?

Les découvertes récentes n’expliquent pas encore l’origine des rayons cosmiques dits « extrêmement énergétiques », dont certains dépassent 10^20 électronvolts. Ces particules, rares mais puissantes, pourraient provenir de phénomènes exotiques comme les trous noirs supermassifs ou les sursauts gamma. « Nous sommes comme des archéologues devant une pyramide dont nous venons d’ouvrir la première salle », résume Élise Moreau. « Chaque nouvelle donnée pourrait révéler des processus encore inconnus. » Le projet CTA (Cherenkov Telescope Array), en construction au Chili et aux Canaries, devrait compléter ces observations en détectant les photons associés aux rayons cosmiques avec une précision accrue.

A retenir

Qu’est-ce que LHAASO et où se trouve-t-il ?

LHAASO (Large High Altitude Air Shower Observatory) est un complexe scientifique situé à 4 410 mètres d’altitude dans la province du Sichuan (Chine). Il est conçu pour étudier les rayons cosmiques de très haute énergie en capturant les gerbes de particules qu’ils génèrent en entrant en collision avec l’atmosphère terrestre.

Quel est le lien entre Cygnus OB2 et les rayons cosmiques ?

Cygnus OB2 est une région de formation stellaire massive dans la constellation du Cygne. Ses vents stellaires et champs magnétiques intenses agissent comme un accélérateur naturel, propulsant les particules à des énergies jamais observées auparavant.

Les rayons cosmiques sont-ils dangereux pour la vie sur Terre ?

L’atmosphère terrestre bloque la majorité des rayons cosmiques, les empêchant d’atteindre la surface. Toutefois, une partie de leur énergie peut influencer les systèmes atmosphériques ou biologiques de manière indirecte, un domaine encore en cours d’étude.

Quelles sont les prochaines étapes de recherche ?

Les scientifiques prévoient d’affiner la cartographie des sources cosmiques en combinant les données de LHAASO avec celles du futur CTA. Ils chercheront également à établir des liens entre les rayons cosmiques et d’autres phénomènes astrophysiques comme les neutrinos ou les ondes gravitationnelles.

Conclusion : L’univers en temps réel

Les découvertes autour de LHAASO et Cygnus OB2 rappellent que l’univers est un laboratoire géant où les lois de la physique sont testées à leurs limites. Chaque particule captée est un messager d’événements cataclysmiques, révélant des processus que nos technologies terrestres ne peuvent reproduire. Comme l’écrit Thomas Lefèvre dans son carnet de bord de recherche : « Observer ces particules, c’est écouter la respiration de l’univers. » Alors que les projets d’observation se multiplient, une question demeure : quels autres secrets cachent ces flux invisibles qui nous relient aux confins de la galaxie ?