Jusqu'à présent, on ne savait pas ce qui créait les rayons gamma - l'une des formes de lumière les plus énergétiques de l'univers - qui apparaissent dans des régions de ciel apparemment vide. Les nouveaux travaux des astrophysiciens fournissent des indices qui aideront les astronomes à résoudre d'autres mystères de l'univers, par exemple pour découvrir de quelles particules la matière noire est composée.
Les sources du fond diffus de rayonnement gamma, étudiées en détail par le télescope spatial Fermi et attribuées à de nombreux candidats jusqu'aux particules annihilatrices de matière noire, se sont avérées être des galaxies qui forment activement des étoiles.
"Comprendre la nature du rayonnement gamma provenant de zones apparemment vides du ciel est une étape importante. "Cela répond non seulement à une question à laquelle les astronomes sont confrontés depuis les années 1960, mais offre également des indices qui aideront à résoudre d'autres mystères de longue date de l'univers, tels que la composition de la matière noire", a déclaré Matt Roth, auteur principal de l'étude de l'École de recherche d'astronomie et d'astrophysique de l'Université nationale australienne.
Le fond gamma provient de nombreuses sources qui sont si faibles et distantes qu'elles n'ont pas encore été identifiées individuellement. Les principaux candidats à leur rôle étaient les noyaux galactiques actifs, les pulsars millisecondes, les galaxies avec une explosion de formation d'étoiles et l'annihilation de la matière noire.
Outils clés à résoudre des énigmes le fond gamma est devenu les télescopes spatiaux Fermi et Hubble, dont les observations ont fourni aux astronomes les informations nécessaires sur les propriétés de nombreuses galaxies, telles que les taux de formation d'étoiles, la masse, la taille et la distance à la Terre, ainsi qu'une compréhension précise du processus de créant un rayonnement gamma par des rayons cosmiques accélérés dans les restes de supernova et interagissant avec le gaz interstellaire.
"Nous avons créé un modèle physique qui inclut l'émission de rayons gamma de toutes les galaxies de l'univers et l'avons comparé avec des observations et des prévisions pour d'autres sources. En conséquence, nous avons découvert que ce sont les galaxies en formation d'étoiles qui produisent la majeure partie du fond diffus de rayons gamma, et non les processus se produisant autour des noyaux galactiques actifs ou d'autres objets astrophysiques », a expliqué Matt Roth.
Les astronomes notent qu'en plus de révéler la principale source du fond gamma, le modèle développé peut également être utilisé pour prédire l'émission radio des galaxies en formation active d'étoiles. À l'avenir, cela aidera à mieux comprendre leur structure interne.
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