Astronomie neutrinoL’astronomie neutrino (parfois astronomique neutrinique) est la branche de l'astronomie qui observe les objets célestes à l'aide de détecteurs de neutrinos, des leptons neutres de faible masse décrits par la théorie électrofaible. Étant donné leur très faible interaction avec la matière, les neutrinos ont la capacité de traverser des distances cosmologiques sans dévier de leur trajectoire initiale, faisant d'eux d'excellents messagers astronomiques permettant de retracer directement l'origine de leur lieu de production.
Astronomie gammavignette|redresse|Aperçu de l'astronomie des rayons gamma.De haut en bas, de gauche à droite : l'observatoire terrestre de rayons gamma MAGIC et le télescope spatial CGRO ; carte du ciel à des énergies supérieures à ; l'observatoire de rayons gamma HAWC.|454x454px L'astronomie gamma est le domaine de l'observation astronomique centrée sur le spectre électromagnétique des rayons gamma. Ces derniers englobent les photons émis à des énergies supérieures à , et constituent la plus grande forme d'énergie lumineuse dont l'observation soit dans notre univers.
Sursaut gammavignette|Sursaut gamma (vue d'artiste). Un sursaut gamma ou sursaut de rayons gamma (SRG ; en anglais gamma-ray bursts, abrégé en GRB ; quelquefois traduit par « explosion de rayons gamma ») est en astronomie une bouffée de photons gamma qui apparaît de manière aléatoire dans le ciel. Il est caractérisé par sa brièveté (de quelques secondes à quelques minutes) et par la forme particulière de la courbe de lumière. Il est prolongé par des émissions rémanentes, à des longueurs d'onde plus grandes, qui peuvent durer jusqu'à plusieurs mois en s'affaiblissant progressivement.
Rayon gammavignette|Des rayons gamma sont produits par des processus nucléaires énergétiques au cœur des noyaux atomiques. Un rayon gamma (ou rayon γ) est un rayonnement électromagnétique à haute fréquence émis lors de la désexcitation d'un noyau atomique résultant d'une désintégration. Les photons émis sont caractérisés par des énergies allant de quelques keV à plusieurs centaines de GeV voire jusqu'à pour le plus énergétique jamais observé. Les rayons gamma furent découverts en 1900 par Paul Villard, chimiste français.
NeutrinoLe neutrino est une particule élémentaire du modèle standard de la physique des particules. Les neutrinos sont des fermions de , plus précisément des leptons. Ils sont électriquement neutres. Il en existe trois « saveurs » : électronique, muonique et tauique. L’existence du neutrino a été postulée pour la première fois en 1930 par Wolfgang Pauli pour expliquer le spectre continu de la désintégration bêta ainsi que l’apparente non-conservation du moment cinétique, et sa première confirmation expérimentale remonte à 1956.
Supernova neutrinosSupernova neutrinos are weakly interactive elementary particles produced during a core-collapse supernova explosion. A massive star collapses at the end of its life, emitting on the order of 1058 neutrinos and antineutrinos in all lepton flavors. The luminosity of different neutrino and antineutrino species are roughly the same. They carry away about 99% of the gravitational energy of the dying star as a burst lasting tens of seconds. The typical supernova neutrino energies are 10MeV.
Observatoire de neutrinosthumb|Intérieur de , un détecteur de neutrinos lancé en 2002. Un observatoire de neutrinos est un dispositif permettant de détecter les neutrinos. En raison de la très faible interaction des neutrinos avec la matière, ces dispositifs doivent être très étendus pour en détecter un nombre significatif. De tels observatoires sont souvent construits sous terre, pour isoler le détecteur des rayons cosmiques et autres rayonnements d'arrière-plan. De nombreuses méthodes de détection ont été inventées.
Compton Gamma-Ray ObservatoryLe Compton Gamma-Ray Observatory (CGRO) est un observatoire spatial pour les rayons γ développé par la NASA. C'est l'un des quatre télescopes spatiaux du programme des Grands Observatoires développé par l'agence spatiale américaine dans les années 1980 pour traiter les principales questions dans le domaine de l'astronomie et de l'astrophysique. Il est placé en orbite par la navette spatiale Atlantis (mission STS-37), le . D'une masse de près de , il est à l'époque le satellite destiné à l'astrophysique le plus lourd jamais lancé.
Émission de positronL'émission de positron ou désintégration β+ est un type de désintégration radioactive β dans laquelle un proton est converti en neutron, avec émission d'une particule β+ (positron) et d'un neutrino: Les protons et neutrons ne sont pas des particules élémentaires, mais sont chacun constitués de trois quarks : un proton est constitué de deux quark up de charge +2/3 et d'un quark down de charge −1/3 (uud), ce qui lui confère une charge +1 ; un neutron est constitué de deux quarks down et un quark up (udd), d'o
Rayonnement cosmiqueLe rayonnement cosmique est le flux de noyaux atomiques et de particules de haute énergie (c'est-à-dire relativistes) qui circulent dans le milieu interstellaire. Le rayonnement cosmique est principalement constitué de particules chargées : protons (88 %), noyaux d'hélium (9 %), antiprotons, électrons, positrons et particules neutres (rayons gamma, neutrinos et neutrons). La source de ce rayonnement se situe selon les cas dans le Soleil, à l'intérieur ou à l'extérieur de notre galaxie.
Oscillation des neutrinosvignette|Phénomène périodique L'oscillation du neutrino est un phénomène de la mécanique quantique dans lequel un neutrino créé avec une certaine saveur leptonique (neutrino électronique, muonique ou tauique) peut être mesuré plus tard ayant une saveur différente. La probabilité d'avoir une valeur donnée de cette propriété varie de façon périodique alors que la particule se propage. L'oscillation du neutrino est d'intérêt tant théorique qu'expérimental, puisque l'observation de ce phénomène implique la non-nullité de la masse de la particule, .
Sursauteur gamma mouUn sursauteur gamma mou (en anglais Soft gamma repeater, SGR) est une source astrophysique de rayons gamma connaissant des épisodes d'émission violents et récurrents mais irréguliers. On pense aujourd'hui qu'il s'agit d'étoiles à neutrons jeunes à fort champ magnétique. Les sursauteurs gamma mous ont dans un premier temps été observés et considérés comme étant des sursauts gamma, c'est-à-dire des explosions de type supernova, mais asymétriques, observables à des distances cosmologiques.
Radioactivité βLa radioactivité β, radioactivité bêta ou émission bêta (symbole β) est, à l'origine, un type de désintégration radioactive dans laquelle une particule bêta (un électron ou un positon) est émise. On parle de désintégration bêta moins (β) ou bêta plus (β) selon qu'il s'agit de l'émission d'un électron (particule chargée négativement) ou d'un positon (particule chargée positivement). L'émission β est notamment ce qui permet la conversion d'un neutron en proton, par exemple dans les cas de transmutation comme du tritium (T) qui se transforme en hélium 3 (He) : ⟶ + e + .
Spectrométrie gammaLa spectrométrie gamma est une technique de mesure nucléaire permettant d'identifier certains éléments radioactifs par la mesure de l'énergie des rayonnements gamma qu'ils émettent. Elle diffère de la technique du compteur Geiger, qui ne détecte que la présence de rayonnements gamma sans fournir d'information sur la nature de la source détectée. La mesure par spectrométrie gamma permet de construire des spectres, qui sont des histogrammes donnant les quantités de photons détectés en fonction de leur énergie.
Vela (satellite)Vela est une famille de satellites de reconnaissance développée par les États-Unis dans le cadre du projet Vela destiné à surveiller l'application du Traité d'interdiction partielle des essais nucléaires signé en 1963 avec l'URSS et plusieurs pays disposant d'un programme d'arme nucléaire. Le premier satellite de la série est lancé en 1963 et les derniers exemplaires sont mis en orbite en 1970 et désactivés en 1984. Pour remplir leur rôle, les satellites sont équipés d'instruments permettant de détecter les rayonnements gamma, X et les neutrons émis par une explosion nucléaire.
