Des télescopes captent les rayons gamma d’un blazar situé à 8 milliards d’années-lumière

Des télescopes de l'observatoire du Roque de los Muchachos à La Palma, en Espagne, ont capté des rayons gamma de très haute énergie provenant d'OP 313, ce qui en fait le blazar le plus lointain jamais observé à ces niveaux d'énergie. Les résultats, publiés le 15 août par la collaboration CTAO LST et la collaboration MAGIC dans la revue Astronomy & Astrophysics, détaillent les observations de photons ayant voyagé environ 8 milliards d'années pour atteindre la Terre.phys+1

Une détection record

OP 313, un quasar radio à spectre plat situé à un décalage vers le rouge de 0,997, a été détecté pour la première fois à de très hautes énergies par le prototype de télescope LST-1 lors d'une éruption extraordinaire en décembre 2023. L'article conjoint présente désormais des observations de suivi détaillées menées avec le miroir de 23 mètres du LST-1 et les télescopes jumeaux MAGIC de 17 mètres, combinant leurs données avec des mesures à plus basse énergie provenant d'autres installations.uni.lodz+2

Les rayons gamma détectés depuis OP 313 ont été émis à une époque située juste après le « midi cosmique », une période d'il y a environ 11 milliards d'années durant laquelle l'univers a connu un pic de formation d'étoiles et de galaxies. En traversant le cosmos, ces photons ont interagi avec la lumière de fond extragalactique, un champ de rayonnement diffus produit par l'ensemble des étoiles et des galaxies tout au long de l'histoire cosmique, perdant de l'intensité par un processus appelé production de paires, dans lequel l'énergie des rayons gamma se transforme en paires électron-positron.phys+1

Évaluer la quantité de lumière de l'univers

En analysant la façon dont le signal de rayons gamma s'est atténué au cours de son voyage de 8 milliards d'années, les chercheurs ont obtenu des limites supérieures strictes quant à la densité maximale de lumière de fond extragalactique (EBL) que l'univers peut contenir. « Ce processus réduit l'intensité du rayonnement gamma. Seule une faible lueur atteint la Terre, où se trouvent les télescopes, quelle que soit l'intensité du rayonnement à sa source », a déclaré Axel Arbet-Engels, chercheur à l'Institut Max Planck de physique et auteur correspondant de l'article.mpg

L'équipe a déterminé que cette émission intense était générée par des électrons relativistes accélérés à une vitesse proche de celle de la lumière au sein du jet de plasma d'OP 313, lesquels ont transféré leur énergie à des photons de plus basse énergie pour les transformer en rayons gamma de très haute énergie.phys+1

Un banc d'essai pour les futurs télescopes

Cette détection constitue une première validation des performances du LST-1, qui est encore en phase de mise en service. Le 15 octobre, la collaboration LST inaugurera un sous-réseau complet de quatre télescopes LST sur le site de La Palma, conçu pour abaisser la sensibilité de l'observatoire jusqu'à 20 GeV et repousser l'horizon d'observation des rayons gamma à des distances encore plus lointaines.uni.lodz+1