Effets de la lumière de fond extragalactique sur l'émission gamma par un quasar avant d'atteindre la Terre. Cliquez pour agrandir
Lorsque les astronomes regardent dans le ciel, ils voient des objets brillants, mais aussi une lueur diffuse provenant d'objets à travers l'Univers dans de nombreuses longueurs d'onde différentes. Cette lueur pourrait servir de disque fossile, pour aider les astronomes à démêler les différentes étapes que l'Univers a traversées depuis le début jusqu'à nos jours. Les équipes de recherche utilisent des rayons gamma de très haute énergie, générés dans les objets les plus violents de l'Univers - les quasars - comme sonde pour comprendre cette lumière de fond.
La lumière émise par tous les objets de l'Univers pendant toute son histoire - étoiles, galaxies, quasars, etc. forme une mer diffuse de photons qui imprègne l'espace intergalactique, appelée «lumière de fond extragalactique diffuse» (EBL). Les scientifiques ont longtemps essayé de mesurer cet enregistrement fossile de l'activité lumineuse dans l'Univers dans leur quête pour déchiffrer l'histoire et l'évolution du Cosmos, mais sa détermination directe à partir de la lueur diffuse du ciel nocturne est très difficile et incertaine.
Les rayons gamma à très haute énergie (VHE), quelque 100 000 000 000 fois plus énergétiques que la lumière normale, offrent un moyen alternatif de sonder cette lumière de fond, et des chercheurs britanniques de l'Université de Durham en collaboration avec des partenaires internationaux ont utilisé le gamma High Energy Stereoscopic System (HESS) à rayons X dans les hautes terres de Khomas en Namibie pour observer plusieurs quasars (les sources de rayons gamma VHE les plus lumineuses connues) dans ce but. Les résultats, qui seront publiés dans le numéro du 20 avril de Nature, se sont révélés plutôt frappants.
Les rayons gamma, qui sont produits dans les objets les plus violents de l'Univers, sont absorbés dans leur voyage d'objets éloignés vers la Terre s'ils arrivent à frapper un photon de lumière de fond «normale». Ce brouillard de lumière dans lequel l'Univers est baigné est un enregistrement fossile de toute la lumière émise dans l'Univers au cours de sa vie, depuis l'éblouissement des premières étoiles et galaxies jusqu'à nos jours. Ainsi, en utilisant les quasars éloignés comme sonde et en étudiant l'effet de la lumière fossile sur la distribution d'énergie des rayons gamma initiaux, les astrophysiciens ont utilisé HESS pour dériver une limite sur la quantité maximale de cette `` lumière de fond extragalactique '', ce qui est remarquablement inférieur à ce que les estimations précédentes avaient suggéré.
Ce résultat, publié dans le numéro du 20 avril de Nature, a des conséquences importantes pour notre compréhension de la formation et de l'évolution des galaxies, et élargit l'horizon de l'Univers des rayons gamma qui est clairement plus transparent aux rayons gamma qu'on ne le croyait auparavant.
Commentant les résultats, le Dr Lowry McComb de l'Université de Durham, a déclaré: «HESS a réalisé au cours des dernières années un certain nombre de découvertes importantes concernant les sources de rayons gamma à haute énergie dans notre propre galaxie et a révolutionné l'astronomie des rayons gamma à haute énergie . Ces nouveaux résultats HESS illustrent la puissance de l'instrument pour l'astronomie et la cosmologie extragalactiques. La découverte de niveaux inférieurs de lumière stellaire intergalactique a l'effet secondaire intéressant que l'Univers devient plus transparent aux rayons gamma et que les télescopes peuvent regarder plus profondément dans le cosmos, augmentant ainsi leur portée pour de nouvelles découvertes!
Source d'origine: communiqué de presse PPARC
