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26 CHAPITRE I. RAYONS COSMIQUES1.8.bLes microquasarsLes microquasars [19] sont des systèmes binaires émettant des jets colinéaires observés en rayons X.Ces émissions seraient dues à des instabilités dans le disque d’accrétion du système lorsqu’une grandequantité de matière s’est accrétée autour de l’étoile compagnon (figure I.8).Divers modèles prédisant des processus hadroniques produisant des neutrinos ont été proposés, dont :– [20, 21] : des inhomogénéités dans le jet causent des chocs internes qui accélèrent les électronset les protons leur donnant une distribution en énergie en loi de puissance. Les protons accéléréspeuvent interagir aussi bien avec les photons X émis par le disque d’accrétion qu’avec les photonssynchrotron produits dans le jet par les électrons accélérés– [22] : dans des systèmes binaires massifs très compacts, des noyaux accélérés dans le jet perdentdes neutrons dans les interactions avec le rayonnement stellaire ou du disque d’accrétion. Cesneutrons se propagent vers le disque et l’étoile massive, produisant des neutrinos par interaction– dans [23] une anti-corrélation entre gammas et neutrinos de haute énergie est prédite pour le microquasarvariable LS 5039 observé par HESS [24]. La région serait optiquement mince pendantla période haute de gammas, tandis que la période basse serait due à une région absorbante pourles photons, servant de cible pour la production de neutrinos.1.8.cLes noyaux actifs de galaxieLes noyaux actifs de galaxie (Active Galactic Nuclei -AGN-) sont des objets contenant un trou noirsuper-massif en rotation, situé au centre des galaxies. Le trou noir est entouré d’un disque d’accrétionvisible en optique. Le disque est alimenté par un tore de poussière. Perpendiculairement au disque d’accrétion,deux jets relativistes sont émis, visibles en radio (figure I.9). Ils sont des candidats pour l’accélérationdes rayons cosmiques du fait de la grande quantité d’énergie émise. Dans le disque d’accrétion,des particules sont accélérées et peuvent alors interagir avec la matière ou avec les photons. De plus, leschamps magnétiques dans les plasmas entourant le trou noir central piègent en partie les photons et lesprotons alors que les neutrinos s’en échappent [17].1.8.dLes sursauts gammaLes sursauts gamma (Gamma Ray Burst -GRB-) sont de courtes et très intenses émissions de photonsγ. On classe généralement les sursauts suivant deux types : les longs et les courts (moins de 2 s). Ledécalage vers le rouge élevé des galaxies hôtes des sursauts gamma et la distribution isotrope sur la cartedu ciel de BATSE (figure I.10) excluent une origine galactique des sursauts gamma.Trois phases d’émission sont attendues : les heures précédant le GRB, la phase du sursaut, et l’émissionaprès le GRB. Quelques heures avant l’émission principale, le sursaut est opaque aux photons et desneutrinos peuvent être produits par interaction des protons accélérés avec des rayons X. Lors du sursaut,des protons seraient accélérés par des interactions entre particules ultra-relativistes, ce qui induirait desproductions de neutrinos. Après le sursaut principal, des neutrinos seraient produits en corrélation avecla production électromagnétique.Deux modèles tentant d’expliquer les sursauts gamma impliquent une émission de neutrinos : lemodèle dit de "la boule de feu" (fireball model [25]), le plus généralement utilisé, et celui plus controversédu "boulet de canon" (canon ball model [26]). Le premier se base l’hypothèse d’interactions entre lesparticules de plasmas relativistes, alors que le second suppose des corps denses relativistes, produit justeaprès une supernova, venant interagir avec la matière expulsée par l’explosion de l’étoile. Les neutrinosémis dans le second modèle sont de plus basse énergie que ceux émis dans le premier modèle.
1. LES RAYONS COSMIQUES 27FIGURE I.8 – Modèle de microquasarFIGURE I.9 – Classification des différents types de noyaux actifs de galaxie en fonction de leur intensitéet de la ligne de visée de l’observateur.
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