F5 : CRISMI – The Cosmic-Ray InterStellar-Medium Interplay

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Parce qu’ils affectent les cycles des gaz et les champs magnétiques sur leur passage, les rayons cosmiques peuvent avoir un rôle essentiel dans la dynamique d’évolution des galaxies qui les ont vus naître. Mais cet interaction reste difficile à modéliser tant peu de choses sont connues sur les propriétés de transport des rayons cosmiques au sein de différents types de milieu interstellaire.

Le projet CRISMI a pour objectif de contraindre ces différents modes de transport, grâce à une approche mêlant observations et simulations. Dans un premier temps, des simulations novatrices seront ainsi développées, permettant de numériser l’interaction des nuages interstellaires et des rayons cosmiques, ainsi que leur évolution conjointe. Ces numérisations seront ensuite comparées aux observations radio et rayon gamma dans des régions spécifiques de la Voie lactée où de telles interactions ont lieux..

  • Découverte depuis plus d’un siècle, les rayons cosmiques, ces particules qui se déplacent dans le milieu interstellaire à des vitesses proches de celles de la lumière, continuent toujours d’intriguer astronomes et physiciens. Si l’origine galactique ou extragalactique de ce rayonnement cosmique reste à ce jour méconnue, c’est à un tout autre mystère que les chercheurs du projet CRISMI tentent de lever le voile : les rayons cosmiques jouent-ils un rôle dans l’évolution des galaxies ?

    Cette question se pose suite au paradoxe suivant : d’après les modèles cosmologiques actuels, les étoiles de notre galaxie auraient dû se former à la fois plus rapidement et bien plus tôt dans l’histoire de l’Univers, ce qui irait à l’encontre des observations astronomiques couramment effectuées. Résoudre ce paradoxe, connu sous le nom du « problème de la rétroaction » (feedback problem), requiert donc de prendre en compte dans ces modèles les effets de phénomènes de plus petites échelles sur les propriétés et l’évolution des galaxies.

    Si plusieurs pistes ont été jusque là étudiées, comme les jets de trous noirs supermassifs ou les explosions de supernovas, aucune de ses hypothèses ne s’avèrent suffisantes afin d’expliquer ce ralentissement du taux de formation d’étoiles. C’est ici que le rayonnement cosmique intervient, puisqu’il constitue un candidat idéal pour de percer ce problème.

    En effet, les rayons cosmiques peuvent transférer de l’énergie dans le milieu interstellaire sur de très larges distances et de grandes échelles de temps, ainsi qu’agir à leur passage sur les gaz et les champs magnétiques. Des simulations préliminaires ont ainsi montré qu’ils pouvaient un rôle à jouer dans l’évolution des galaxies.

  • PositionNameLaboratoryGrade/Employer
    WP leaderIsabelle GrenierAIM/LEPCHEProfesseur, Université de Paris
    WP memberMarc-Antoine Miville-DeschênesAIM/LMPADirecteur de Recherche, CNRS
    WP memberJulien GirardAIM/LEPCHEMaître de Conférences, Université de Paris
    WP memberFrédéric BournaudAIM/LCEGDirecteur de recherche, CEA
    WP memberPatrick HennebelleAIM/LMPADirecteur de recherche, CEA
    WP memberJean-Marc CasandjianAIM/LEPCHEDirecteur de recherche, CEA
    WP memberStéphane CorbelAIM/LEPCHEProfesseur, Université de Paris