Cette particule fantôme venue du cosmos pulvérise tous les records d’énergie connus

Des chercheurs ont détecté la particule fantôme la plus énergétique jamais observée. Son énergie dépasse de loin tout ce que la physique terrestre peut produire. Une étude identifie désormais une source candidate aussi massive qu'inattendue.

Les neutrinos comptent parmi les particules les plus abondantes de l'univers. Sans charge électrique et presque sans masse, ils traversent la matière sans presque aucune interaction. Environ 100 000 milliards de ces particules fantômes traversent le corps humain chaque seconde. Les détecter exige des instruments colossaux, enfouis sous la glace polaire ou au fond des océans. Un neutrino qualifié d'impossible avait récemment orienté les soupçons vers la matière noire. Ces détections rarissimes peuvent bouleverser notre compréhension du cosmos.

C'est dans ce contexte qu'une équipe de chercheurs a enregistré un événement hors du commun. Le 13 février 2023, un neutrino d'une énergie sans précédent a frappé la Terre. Il a été capté par le KM3NeT, un détecteur enfoui à 3 450 mètres de profondeur en mer Méditerranée. Ce neutrino transportait 30 fois plus d'énergie que le précédent record mondial. L'une des explosions les plus puissantes jamais observées avait été déclenchée par un trou noir dévorant une étoile. Les chercheurs ont orienté leurs recherches dans la même direction.

Des blazars alimentés par des trous noirs pourraient expliquer le neutrino le plus puissant jamais détecté

Selon une étude publiée dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, ce neutrino transportait une énergie de 220 millions de milliards d'électronvolts. Ce chiffre représente 30 000 fois la puissance maximale du Grand collisionneur de hadrons (LHC). Pour l'égaler, le LHC devrait être étendu à 40 000 kilomètres, soit le tour complet de la Terre. Meriem Bendahman, chercheuse de la collaboration KM3NeT, a simulé une population de blazars pour trouver une source compatible. Ce sont des noyaux actifs de galaxies. Leur trou noir supermassif propulse des jets de particules directement vers la Terre.

Les chercheurs ont aussi noté l'absence de tout signal électromagnétique dans la direction d'origine de la particule. Ce constat suggère qu'elle provient d'un fond diffus, produit par de nombreuses sources. Ces simulations devaient rester cohérentes avec les mesures du télescope Fermi sur les rayons gamma. Elles devaient aussi tenir compte de la non-détection par l'observatoire IceCube, en Antarctique. Ces contraintes renforcent la crédibilité de la piste des blazars. La chercheuse reconnaît cependant que de nouvelles observations seront nécessaires pour conclure.