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OuvertAstronomie gravitationnelle et multi-messagersPosé 1962

D'où viennent les rayons cosmiques d'ultra-haute énergie ?

Des particules chargées détectées au-dessus de 10^18 eV — y compris des événements proches de 10^20 eV, une énergie macroscopique dans une seule particule subatomique — doivent être accélérées par les objets les plus extrêmes de l'univers. Les sources candidates incluent les jets d'AGN, les sursauts gamma et les magnétars, mais la déviation par les champs magnétiques brouille les directions d'arrivée.

Pourquoi c'est difficile

Les noyaux chargés sont déviés par des champs magnétiques intergalactiques et galactiques mal connus. Les mesures de composition dépendent des modèles (protons légers vs noyaux lourds se comportent très différemment en transit), et le flux au-dessus de la coupure GZK est de quelques particules par kilomètre carré par siècle.

Indices actuels

Auger et le Telescope Array observent une suppression du flux à l'énergie GZK attendue et une anisotropie dipolaire de ~7 % au-dessus de 8 EeV, avec des indices de corrélation avec les galaxies à sursauts d'étoiles proches et peut-être Cen A — mais aucune source n'a été identifiée sans ambiguïté.

Approches possibles

Une exposition accrue (AugerPrime, GRAND, missions spatiales de type POEMMA), des mesures de composition près de la « cheville », de meilleures cartes du champ magnétique galactique grâce aux relevés de rotation de Faraday, et des coïncidences multimessagères neutrinos/rayons gamma.

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