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L'impact des étoiles variables sur les rayons cosmiques

Une étude révèle comment les étoiles variables influencent les rayons cosmiques primaires et leurs niveaux d'énergie.

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Les rayons cosmiques primaires (RCP) sont des particules à haute énergie qui viennent de l'espace et atteignent la Terre. Les scientifiques veulent comprendre d'où viennent ces particules et ce qui cause leurs irrégularités dans les niveaux d'énergie. Cet article examine des recherches qui comparent l'énergie des RCP avec certains types d'Étoiles Variables.

L'Étude des Rayons Cosmiques

Récemment, des recherches ont utilisé une grande base de données publique de l'expérience KASCADE-Grande, qui enregistre l'énergie des rayons cosmiques, et des catalogues d'étoiles variables pour analyser la connexion entre eux. Les étoiles variables sont celles qui changent de brillance au fil du temps et peuvent avoir différents comportements selon leur stade d'évolution.

L'enquête suggère que les RCP sont accélérés à des Énergies élevées non seulement par les forces explosives des Supernovae, mais aussi par des événements liés aux étoiles géantes et super-géantes. Les chercheurs ont constaté que différents types d'étoiles variables contribuent au spectre des RCP de manières distinctes, surtout au fur et à mesure de leur évolution.

Irrégularités dans le Spectre des Rayons Cosmiques

Les irrégularités dans le spectre des RCP soulèvent des questions intrigantes pour les scientifiques. Un point clé est une plage d'énergie spécifique connue sous le nom de "genou", qui apparaît dans le spectre des rayons cosmiques. Ce genou indique un point où la contribution de certains types d'étoiles variables diminue, tandis que d'autres, comme les étoiles variables Mira, commencent à jouer un rôle plus important dans la production des rayons cosmiques.

Une autre caractéristique intéressante dans le spectre des rayons cosmiques est un pic, ou une bosse, qui est formée principalement par des étoiles géantes et super-géantes. Ce pic correspond à des niveaux spécifiques d'énergie des rayons cosmiques et est influencé par des étoiles qui se trouvent à certains stades de leur cycle de vie.

Mesures Expérimentales des Rayons Cosmiques

La recherche a impliqué l'analyse de données provenant de plusieurs expériences, y compris KASCADE-Grande, Tunka et Ice-Top. Certaines de ces expériences ont enregistré des pics inhabituels dans l'intensité des rayons cosmiques qui n'ont pas été trouvés dans d'autres études. Comprendre la nature de ces pics n'a pas été facile, car différents dispositifs expérimentaux ont produit des résultats variés.

À certains niveaux d'énergie, les chercheurs ont noté que la masse et la composition des rayons cosmiques changent. Ils ont utilisé une méthode basée sur les caractéristiques des averse de rayons cosmiques pour conclure que différents types de noyaux contribuent également à ces rayons cosmiques, qui peuvent varier selon les plages d'énergie où ils sont observés.

Le Rôle des Étoiles Variables

Les étoiles variables peuvent être classées en différents types, et chaque type a des caractéristiques uniques qui se rapportent à leurs changements de brillance au fil du temps. L'étude a mis en évidence la connexion entre les périodes de changements de brillance dans ces étoiles et les énergies des RCP qu'elles aident à produire.

Par exemple, les géantes semi-régulières et les Miras apportent des contributions significatives aux RCP. La recherche a indiqué qu'à mesure que les énergies des rayons cosmiques augmentent, les étoiles proches de la fin de leur cycle de vie deviennent des sources de RCP plus importantes.

Analyser la Relation entre Étoiles et Rayons Cosmiques

Pour explorer davantage cette relation, les chercheurs ont examiné des catalogues contenant un grand nombre d'étoiles variables, à la recherche de motifs entre les types d'étoiles et les énergies qu'ils produisent. Ils ont découvert que certaines étoiles avec des périodes de changements de brillance spécifiques correspondent à des pics et des irrégularités dans le spectre des RCP.

Par exemple, certains types d'étoiles variables, comme les Miras, ont été notés pour avoir une plus grande influence sur les rayons cosmiques de haute énergie par rapport à d'autres types d'étoiles. Cela suggère que les stades de vie des étoiles peuvent affecter de manière significative les caractéristiques des rayons cosmiques que nous détectons.

Conclusions sur les Sources de Rayons Cosmiques

La recherche a conclu que divers types d'étoiles, surtout celles subissant des changements significatifs pendant leur vie, jouent un rôle crucial dans la génération des rayons cosmiques primaires. Ces sources sont variées et peuvent aller d'étoiles moins massives à des géantes massives, chacune contribuant au spectre des rayons cosmiques de différentes manières.

Les résultats indiquent que pour comprendre pleinement les RCP, les chercheurs doivent considérer les cycles de vie des étoiles impliquées. En étudiant comment ces étoiles évoluent et comment leur brillance change, nous pouvons en apprendre davantage sur les sources des rayons cosmiques à haute énergie et les irrégularités présentes dans leurs spectres.

La connexion entre les étoiles variables et les rayons cosmiques ouvre de nouvelles voies pour la recherche et l'enquête. Les scientifiques continueront d'explorer comment ces phénomènes cosmiques interagissent et s'influencent mutuellement, fournissant des aperçus plus profonds sur la nature de l'univers.

Directions Futures dans la Recherche sur les Rayons Cosmiques

À l'avenir, les chercheurs visent à affiner leurs modèles et leurs prédictions concernant les interactions entre les rayons cosmiques et les étoiles variables. Ce travail continu impliquera probablement des méthodes de détection avancées et une analyse de données supplémentaire pour améliorer notre compréhension de ces particules énergétiques et de leurs origines.

Les insights obtenus en étudiant les étoiles variables pourraient conduire à de meilleures prédictions concernant les rayons cosmiques et leurs impacts sur divers phénomènes, y compris la météo spatiale et les effets potentiels sur l'atmosphère terrestre. Ce domaine de recherche promet de dévoiler les mystères de l'univers, étoile par étoile.

Source originale

Titre: Sources of primary cosmic rays

Résumé: In the paper, a comparative primary cosmic rays (PCR) comparative analysis by $E_0$ and the spectra of variable stars by periods is carried out in order to establish the causes of irregularities in the spectrum of PCR by $E_0$. The study was performed using the public database of the KASCADE-Grande experiment and GCVS and ZTF variable star catalogues. It has been suggested that the acceleration of PCR to high and super-high energies occurs not only on the shock waves of supernovae, but also in bursts of giants and super-giants. The relationship between the periods of variable stars and the maximum energy $E_0$ of the nuclei of PCRs generated by these types of stars is shown. Irregularities in the PCR spectrum by $E_0$ are associated with the transition from one dominant stars type to another as $E_0$ increases. The knee in the PCR spectrum at $E_0~=~3-5~PeV$ is associated with a decrease in the contribution of SRB variability stars and a further increase in the contribution of Mira variable stars to the PCR flux. The bump in the PCR spectrum with a maximum at $E_0~=~80~PeV$, established in the KASCADE-Grande experiment, is formed by giant stars and super-giants of the Mira and SRC variability.

Auteurs: S. E. Pyatovsky

Dernière mise à jour: 2023-05-30 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2305.18792

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.18792

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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