E9 Astrophysique des hautes énergies

Topique

L'astrophysique des hautes énergies étudie les processus dont l'énergie dépasse largement l'énergie thermique ordinaire : les rayons X et les rayons gamma.

L'émission synchrotron se produit lorsque des électrons accélérés à des vitesses proches de celle de la lumière sont piégés dans un champ magnétique. La puissance ainsi émise par ces électrons augmente avec le carré de leur énergie relativiste et avec l'intensité du champ magnétique environnant. C'est pourquoi l'émission synchrotron est prédominante dans les restes de supernovae, les jets des noyaux actifs de galaxies et les pulsars.

Les rayons cosmiques, quant à eux, sont des particules accélérées à des énergies extraordinaires par des mécanismes opérant au sein des ondes de choc produites par les supernovae et les noyaux actifs de galaxies.

Le spectre de ces rayons cosmiques suit une loi de puissance qui s'incline, ou change de pente, en deux points caractéristiques appelés le genou et la cheville. Ce changement de pente en chacun de ces deux points marque un changement de régime physique du mécanisme d'accélération dominant dans cette gamme d'énergie. Les observatoires spatiaux et terrestres spécialisés dans les rayons X et gamma couvrent collectivement toutes ces fenêtres du spectre des hautes énergies. Ainsi, des énergies infiniment supérieures à l'énergie thermique qui ouvrent ce document jusqu'aux fenêtres spectrales qui le concluent, incluant l'émission synchrotron et les rayons cosmiques accélérés lors des collisions de supernovae et des noyaux actifs, l'astrophysique des hautes énergies révèle que les événements les plus violents de l'univers laissent une signature qui n'est visible qu'au-delà du spectre de la lumière perceptible par nos yeux.

ID:3913