Des scientifiques ont enfin identifié une source dans la Voie lactée qui projette des protons à des énergies parmi les plus stupéfiantes de notre galaxie. Cette découverte pourrait nous aider à comprendre les rayons cosmiques - ces particules hyper-rapides qui filent entre les étoiles et sèment généralement la pagaille dans toute la galaxie.

Les rayons cosmiques sont principalement des protons, avec quelques électrons. Certains d'entre eux ont plus de punch que tout ce que nos minuscules accélérateurs construits par l'homme peuvent produire. Le Grand collisionneur de hadrons à la frontière franco-suisse peut amener des protons proches de la vitesse de la lumière, mais les accélérateurs de la nature semblent nous battre à plate couture.

Une équipe internationale dirigée par l'Université de Hiroshima a confirmé l'accélérateur galactique en combinant les observations de trois grands observatoires sur Terre et dans l'espace. Les résultats ont été publiés dans The Astrophysical Journal le 16 juillet 2026.

"Cette énergie immense rend les rayons cosmiques importants en astronomie et en astrophysique", a déclaré Tsunefumi Mizuno, professeur associé au Centre des sciences astrophysiques de Hiroshima de l'Université de Hiroshima et premier auteur et auteur correspondant de l'étude.

Les énergies des rayons cosmiques sont mesurées en électron-volts - l'énergie qu'un électron gagne lorsque son potentiel électrique augmente d'un volt. Les rayons cosmiques galactiques de premier ordre peuvent atteindre et dépasser un quadrillion (10^15) d'électron-volts, soit un peta-électron-volt (PeV). Trouver un accélérateur de protons cosmiques au-dessus de ce niveau de PeV - un proton PeVatron - est l'un des sujets les plus brûlants de l'astrophysique moderne. Et ils en ont trouvé un : un objet précédemment connu sous le nom de LHAASO J1912+1014u.

Un proton PeVatron est un accélérateur cosmique naturel qui pousse les protons au-delà du seuil de PeV. Repérer ces objets est délicat car les scientifiques doivent séparer les signaux de protons de ceux des électrons hyper-énergétiques.

L'expérience Tibet AS gamma (un projet conjoint Japon-Chine depuis 1990) et l'Observatoire chinois des grandes gerbes atmosphériques à haute altitude (LHAASO) avaient détecté des dizaines de sources de rayons gamma au-dessus de 0,1 PeV. L'une d'elles était LHAASO J1912+1014u. Les rayons gamma sont la forme la plus énergétique de rayonnement électromagnétique, souvent produits lorsque des particules de rayons cosmiques entrent en collision avec leur environnement, et leurs énergies sont généralement environ un dixième de celles des rayons cosmiques qui les ont créés. Ainsi, les sources produisant des rayons gamma en dessous de la gamme PeV sont des candidates de premier choix pour être des PeVatrons. Des recherches antérieures suggéraient que LHAASO J1912+1014u pourrait être une nébuleuse de vent de pulsar ou un autre débris de l'explosion d'une étoile massive.

"Cependant, les données des expériences Tibet AS gamma et LHAASO seules ne peuvent pas identifier clairement les protons PeVatrons car les électrons de rayons cosmiques PeV peuvent également produire les rayons gamma de plus basse énergie", a déclaré Mizuno. La résolution d'image limitée signifiait que les chercheurs ne pouvaient pas dire si les protons ou les électrons étaient derrière les rayons gamma.

Entrez la cavalerie : le télescope spatial Fermi à grande surface (Fermi-LAT, une mission dirigée par la NASA avec l'aide de l'Université de Hiroshima), le relevé FUGIN (FOREST Unbiased Galactic plane Imaging survey avec le télescope de 45 m de Nobeyama, dirigé par le Japon), et l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA. LHAASO J1912+1014u a été découvert en 2024 dans la constellation de l'Aigle près d'Altair, l'une des étoiles célèbres du Triangle d'été. Il a été initialement étiqueté comme un reste de supernova, mais cette idée est devenue fragile après l'apparition d'émissions au-dessus de 100 TeV.

"Avec les données de plusieurs expériences, nous avons étudié LHAASO J1912+1014u en détail", a déclaré Mizuno. Les observatoires ont couvert une large bande du spectre électromagnétique, de la radio aux rayons gamma, permettant à l'équipe de construire un modèle multi-longueurs d'onde détaillé.

Fermi-LAT a mesuré les rayons gamma près d'un giga-électron-volt (GeV, un milliard d'électron-volts). Chandra a fourni des observations de rayons X à des énergies plus faibles, et FUGIN a fourni des données radio à des énergies encore plus faibles. Combinées avec les observations téra-électron-volt (TeV) de LHAASO et d'autres, l'image pointait fortement vers LHAASO J1912+1014u étant un proton PeVatron - et éliminait d'autres explications.

Trois résultats clés ont scellé l'affaire. Premièrement, le signal de rayons gamma s'étendait de manière continue depuis plus de 100 billions d'électron-volts jusqu'à