De l’antimatière dans les orages

Grace au satellite Fermi, les chercheurs de la Nasa ont détecté de faisceaux d'antimatière produits au-dessus des orages sur la Terre, un phénomène jamais vu auparavant.

« En orbite, en moins de trois ans, la mission Fermi s'est révélée être un formidable outil pour sonder l'univers. Nous apprenons maintenant qu'elle peut découvrir des mystères beaucoup, beaucoup plus proche de chez nous » s’enthousiasme Ilana Harrus, scientifique chargée du programme Fermi, au siège de la NASA à Washington.

Le satellite a été conçu pour observer les rayons gamma, la forme la plus énergétique de la lumière. Ils peuvent être produits lors de phénomènes astronomiques violents comme les supernovæ ou lors de l’annihilation d’une paire de particule/antiparticule, lorsqu’un électron rencontre un positron par exemple. Dans ce dernier cas, le rayonnement gamma a une énergie déterminée de 511 000 électronvolts, 511 Kev.

C’est exactement de tels rayonnements que le télescope Fermi a capté en provenance de la Terre. En tout depuis son lancement 130 flashes, d’une durée d’environ une milliseconde, de rayonnement gamma terrestre (TGF) ont été identifié. Les scientifiques pensent cependant qu’il  s’en produirait environ 500 par jour. La plupart du temps au-dessus des orages, en effet ce phénomène semble lié à la foudre.

Dans quatre cas pourtant les rayons gamma ont été détectés alors que le télescope ne se trouvait pas à proximité d’un orage. Au cours d'un TGF, qui a eu lieu le 14 décembre 2009, Fermi était ainsi situé au-dessus de l'Egypte tandis que la tempête était active en Zambie, à plusieurs milliers de kilomètres de là. L'orage lointain était sous l'horizon de Fermi, de sorte que les rayons gamma éventuellement produits n’auraient pas pu être détectés.

Pour les chercheurs, dont les résultats sont publiés dans la revue Geophysical research Letters, le rayonnement gamma enregistré a été produit au niveau du télescope lui-même quand un  jet d’antimatière guidé par une ligne du champ magnétique terrestre a heurté la matière de l’objet, provoquant la réaction classique d’annihilation des couples électrons/positrons et l’émission de rayons gamma. C’est la première fois que l’on prouve que des rayons d’antimatière sont émis depuis la Terre.

L’antimatière demeure un des grands mystères de la science. Lors du Big-Bang, matière et antimatière ont théoriquement été produites en quantité égale, or l’univers se compose uniquement de matière et l’antimatière semble avoir disparu. Pour découvrir ce qu’il est advenu de l’antimatière, les scientifiques mènent diverses expériences qui ont pour but de déterminer si une infime différence entre les propriétés de la matière et celles de l’antimatière pourrait apporter un début d’explication.

Tout récemment au Cern, des chercheurs sont ainsi parvenus à capturer 38 atomes d’antihydrogène, Sciences et Avenir publie d’ailleurs, dans son numéro de janvier, un reportage sur cet exploit scientifique.

Flash de rayon gamma terrestre

http://www.dailymotion.com/video/xgix8d_flash-de-rayon-gamma-terrestre_tech

 

J.I. 
Sciences et Avenir.fr
12/01/2011

11 janvier 2011:  Les scientifiques de la NASA de Fermi Gamma-ray Space Telescope ont détecté de faisceaux d'antimatière produite au-dessus des orages sur la Terre, un phénomène jamais vu auparavant.

Les scientifiques pensent que les particules d'antimatière ont été formées à l'intérieur des orages dans un flash terrestres de rayons gamma (TGF) associés à la foudre. Il est estimé qu'environ 500 TGF se produisent quotidiennement dans le monde entier, mais la plupart passent inaperçus.

"Ces signaux sont la première preuve directe que les orages de l'antimatière faisceaux de particules", a déclaré Michael Briggs, un membre de Fermi Gamma-ray Burst Monitor (GBM) équipe de l'Université d'Alabama à Huntsville (UAH). Il a présenté les conclusions lundi, au cours d'un point de nouvelles lors de la réunion de l'American Astronomical Society à Seattle.

Un artiste concept d'antimatière pulvérisation-dessus d'un thunderhead

Fermi est conçu pour surveiller les rayons gamma, la forme la plus haute énergie de la lumière. Lorsque l'antimatière entre en collision suppression de Fermi avec une particule de matière normale, les deux particules sont annihilées immédiatement et se transforme en rayons gamma. Le GBM a détecté des rayons gamma d'énergies de 511.000 électron-volts, un signal indiquant un électron a rencontré son homologue de l'antimatière, un positron.

Bien que GBM Fermi est conçu pour observer les événements de haute énergie dans l'univers, c'est aussi fournir des informations précieuses sur cet étrange phénomène. Le GBM surveille en permanence l'ensemble du ciel céleste au-dessus et de la Terre ci-dessous. L'équipe GBM a identifié 130 TGF depuis le lancement de Fermi en 2008.

"En orbite à moins de trois ans, la mission Fermi s'est révélé être un formidable outil pour sonder l'univers. Nous apprenons maintenant qu'il peut découvrir des mystères beaucoup, beaucoup plus proche de la maison, dit Ilana Harrus, scientifique de programme au siège de la NASA Fermi à Washington.

Le vaisseau était situé immédiatement au-dessus d'un orage pour la plupart des TGF observés, mais dans quatre cas, les tempêtes ont été loin de Fermi. En outre, les signaux radio ultra-généré détecté par un réseau mondial de surveillance a indiqué que la foudre était à l'époque des centaines ou plusieurs miles. Au cours d'une TGF, qui a eu lieu le 14 décembre 2009, Fermi a été situé sur l'Egypte. Mais la tempête a été active en Zambie, quelques miles au sud 2800.L'orage lointain était sous l'horizon de Fermi, de sorte que toute les rayons gamma a produit n'aurait pas pu être détecté.

«Même si Fermi ne pouvait pas voir la tempête, le vaisseau spatial était néanmoins magnétique relié à elle», a déclaré Joseph Dwyer au Florida Institute of Technology à Melbourne, en Floride "Le TGF produit des électrons à haute vitesse et des positons, qui a ensuite roulé jusqu'à le champ magnétique terrestre à la grève le vaisseau spatial. "

Le faisceau poursuivre au-delà de Fermi, est parvenu à un endroit, connu comme point de miroir, où son mouvement a été inversé, puis cliquez sur le satellite une seconde fois à peine 23 millisecondes plus tard. Chaque fois que, dans le faisceau de positrons est entré en collision avec des électrons dans le vaisseau spatial. Les particules s'annihilent, émettant des rayons gamma détectés par GBM de Fermi.

Les scientifiques ont longtemps soupçonné TGFs découler de l'puissants champs électriques près de la cime des orages. Dans de bonnes conditions, disent-ils, le champ devient assez fort qu'il entraîne une avalanche d'électrons vers le haut. Atteindre des vitesses presque aussi rapide que la lumière, les électrons de haute énergie des rayons gamma quand ils sont déviés par les molécules d'air.Normalement, ces rayons gamma sont détectés en tant que TGF.

Fermi au dessus de l'Egypte le 14 décembre 2009, quand une rafale de positrons est née d'un orage en Afrique

La détection de positrons montre de nombreuses particules de haute énergie sont éjectés dans l'atmosphère. En fait, les scientifiques pensent maintenant que tous les électrons émettent TGF / positron poutres. Un document sur les résultats a été accepté pour publication dans Geophysical Research Letters.

"Les résultats de Fermi nous mettre un peu plus près pour comprendre comment TGFs travail», a déclaré Steven Cummer à l'Université Duke. «Nous avons encore à comprendre ce qui est spécial à propos de ces orages et la foudre rôle précis joue dans le processus."

 Rédacteur en chef: Dr Tony Phillips | Crédit: Science @ NASA