Immédiatement, certains stocks ont augmenté: en particulier, trois types d’objets candidats qui enfilent l’aiguille étant relativement communs dans le cosmos mais potentiellement suffisamment spéciaux pour produire des particules Oh-My-God.

Icare étoiles

En 2008, Farrar et un co-auteur ont proposé que les cataclysmes appelés événements de perturbation des marées (TDE) pourraient être la source de rayons cosmiques à ultra haute énergie.

Un TDE se produit lorsqu’une étoile tire un Icare et se rapproche trop d’un trou noir supermassif. Le devant de l’étoile ressent tellement plus de gravité que son dos que l’étoile se déchire en mille morceaux et tourbillonne dans l’abîme. Le tourbillon dure environ un an. Pendant que cela dure, deux jets de matière – les lambeaux subatomiques de l’étoile perturbée – jaillissent du trou noir dans des directions opposées. Les ondes de choc et les champs magnétiques de ces faisceaux pourraient alors conspirer pour accélérer les noyaux à des énergies ultra-élevées avant de les lancer dans l’espace.

Les événements de perturbation des marées se produisent environ une fois tous les 100 000 ans dans chaque galaxie, ce qui est l’équivalent cosmologique de se produire partout et tout le temps. Puisque les galaxies retracent la distribution de la matière, les TDE pourraient expliquer le succès du modèle continu de Ding, Globus et Farrar.

Glennys Farrar, astrophysicien à l’Université de New York, a aidé à décoder les rayons cosmiques à ultra haute énergie en utilisant le champ magnétique de la Voie lactée.Gracieuseté de Glennys Farrar

De plus, le flash relativement bref d’un TDE résout d’autres énigmes. Au moment où le rayon cosmique d’un TDE nous atteindra, le TDE aura été sombre pendant des milliers d’années. D’autres rayons cosmiques du même TDE peuvent emprunter des chemins courbés séparés; certains pourraient ne pas arriver avant des siècles. La nature transitoire d’un TDE pourrait expliquer pourquoi il semble y avoir si peu de motifs dans les directions d’arrivée des rayons cosmiques, sans forte corrélation avec les positions des objets connus. «J’ai tendance à croire maintenant qu’ils sont transitoires, pour la plupart», a déclaré Farrar à propos des origines des rayons.

L’hypothèse TDE a récemment reçu un nouvel élan, à partir d’une observation rapportée dans Astronomie de la nature en février.

Robert Stein, l’un des auteurs de l’article, exploitait un télescope en Californie appelé Zwicky Transient Factory en octobre 2019 lorsqu’une alerte est arrivée de l’observatoire de neutrinos IceCube en Antarctique. IceCube avait repéré un neutrino particulièrement énergique. Les neutrinos de haute énergie sont produits lorsque des rayons cosmiques d’énergie encore plus élevée dispersent la lumière ou la matière dans l’environnement où ils sont créés. Heureusement, les neutrinos, étant neutres, nous voyagent en lignes droites, de sorte qu’ils pointent directement vers la source de leur rayon cosmique parent.

Stein a fait pivoter le télescope dans la direction d’arrivée du neutrino d’IceCube. «Nous avons immédiatement vu qu’il y avait un événement de perturbation des marées à partir de la position d’où le neutrino était arrivé», a-t-il déclaré.

La correspondance rend plus probable que les TDE soient au moins une source de rayons cosmiques à ultra haute énergie. Cependant, l’énergie du neutrino était probablement trop faible pour prouver que les TDE produisent les rayons les plus énergétiques. Certains chercheurs se demandent fortement si ces transitoires peuvent accélérer les noyaux jusqu’à l’extrémité du spectre énergétique observé; les théoriciens explorent toujours comment les événements pourraient accélérer les particules en premier lieu.

Pendant ce temps, d’autres faits ont détourné l’attention de certains chercheurs.

Starburst Superwinds

Des observatoires de rayons cosmiques tels que Auger et le Telescope Array ont également trouvé quelques points chauds – de petites concentrations subtiles dans les directions d’arrivée des rayons cosmiques de la plus haute énergie. En 2018, Auger a publié les résultats d’une comparaison de ses points chauds avec les emplacements d’objets astrophysiques à quelques centaines de millions d’années-lumière d’ici. (Les rayons cosmiques de plus loin perdraient trop d’énergie lors de collisions à mi-parcours.)

Dans le concours de corrélation croisée, aucun type d’objet n’a fonctionné exceptionnellement bien – ce qui est compréhensible, étant donné l’expérience de déviation des rayons cosmiques. Mais la corrélation la plus forte a surpris de nombreux experts: environ 10% des rayons provenaient de moins de 13 degrés des directions des soi-disant «galaxies en étoile». «Ils n’étaient pas dans mon assiette à l’origine», a déclaré Michael Unger de l’Institut de technologie de Karlsruhe, membre de l’équipe Auger.