Ce n’est pas tous les jours que l’on tombe sur une particule dont on ne connaît ni la provenance ni la nature. C’est pourtant ce que pense avoir découvert une équipe de chercheurs après une observation de rayons cosmiques réalisée le 27 mai 2021 sur les détecteurs du Telescope Array.
Elle a généré une énergie de 244 EeV (exaélectrons-volt) qui n’est pas inédite mais s’apparente à une précédente observation réalisée en 1991 qui avait vu passer une particule de 320 EeV qui avait été qualifiée de particule « Oh My God » (Oh mon dieu).
Amaterasu, la mystérieuse particule super-énergétique
A défaut d’en savoir plus, ces particules très énergétiques issues de rayons cosmiques sont qualifiées de Amaterasu, nom japonais désignant la déesse du soleil.
Elle est apparue sur le capteur en grille (507 capteurs répartis sur 700 km2 dans l’Utah) de l’observatoire parmi une pluie d’autres particules moins énergétiques. Pour le moment, aucun événement astrophysique connu ne saurait expliquer une telle énergie condensée et il y a un espoir qu’elle puisse ouvrir la voie à une nouvelle branche de l’astrophysique, s’il s’agit bien d’un phénomène naturel et d’un incident terrestre qui aurait trompé les capteurs.
Parmi les explications potentielles et s’accordant avec ce que l’on sait de la physique des particules et de l’astrophysique, il pourrait s’agir d’une particule très énergétique accélérée dans une explosion de rayons gamma ou dans les FRB (Fast Radio Burst) ou à l’aide d’un trou noir supermassif avalant d’importantes quantités de matière.
Dans ou hors du modèle standard ?
On peut également imaginer qu’il s’agit d’une nouvelle particule issue de phénomènes méconnus comme la dégradation de la matière noire mais qui vont au-delà du modèle standard.
Mais on s’aventure alors dans des spéculations hasardeuses qui nécessiteront bien plus d’informations pour être recevables. Déterminer l’origine de l’émission de la particule serait déjà un grand pas dans sa compréhension.
La quête de la particule Amaterasu se poursuit et de nouveaux instruments quatre fois plus sensibles ainsi que des observatoires de nouvelle génération pourraient permettre de la caractériser plus finement à l’avenir.