Les astronomes ont proposé une mission conceptuelle pour faire voler un observatoire de neutrinos en orbite autour du soleil pour obtenir une meilleure image de ce qui se passe dans le noyau du soleil.
Les astronomes ont très peu d’outils pour scruter le cœur du soleil. Heureusement, les réactions nucléaires qui se produisent constamment au cœur du soleil lorsqu’il fusionne de l’hydrogène en hélium libèrent un flot incessant de neutrinos. Les neutrinos sont de minuscules particules fantômes qui n’interagissent presque jamais avec la matière.
Sur Terre, nous avons construit des détecteurs géants pour capter les neutrinos occasionnels. Les astronomes ont utilisé ces neutrinos pour comprendre les processus nucléaires qui se produisent à l’intérieur du soleil et pour sonder les limites de la physique connue.
Mais nos observatoires sur Terre sont fondamentalement limités car notre planète est très éloignée du soleil. Et si nous apportions un observatoire de neutrinos dans l’espace ?
Une équipe d’astronomes a proposé un concept de mission pour faire exactement cela. Le principal avantage de mettre un observatoire de neutrinos dans l’espace est la possibilité de se rapprocher du soleil lui-même. Si nous devions faire voler l’observatoire à la même distance que la sonde solaire Parker, il rencontrerait plus de mille fois plus de neutrinos que le même détecteur sur Terre. Se rapprocher encore plus du soleil pourrait augmenter ce nombre de plus de 10 000 fois.
Ce type de flux de neutrinos donnerait une vue sans précédent sur les processus nucléaires du cœur. Et en orbitant autour du soleil, le vaisseau spatial gagnerait un autre avantage en recherchant toute asymétrie ou différence dans la production de neutrinos du soleil, ce qui serait un indice de la présence de matière noire ou d’autres processus exotiques.
Le vaisseau spatial n’aurait même pas à s’approcher du soleil pour profiter de tout ce que l’espace a à offrir. La gravité du soleil dévie la trajectoire de la lumière, et cette lumière se rencontre à un point focal situé à des centaines d’unités astronomiques. Les trajectoires des neutrinos se courbent également autour du soleil, mais parce qu’ils ont une masse, ce point focal n’est qu’à 20-40 UA. L’implantation d’un observatoire de neutrinos permettrait aux astronomes d’utiliser le soleil comme loupe pour étudier l’origine des neutrinos provenant du centre galactique et au-delà.
En revanche, un observatoire de neutrinos dans l’espace nécessiterait des couches de blindage épais pour bloquer les rayons cosmiques dans d’autres particules à haute énergie qui pourraient imiter un signal de neutrino. Mettre autant de poids dans l’espace serait certainement un défi.
Actuellement, la mission n’est qu’un concept, mais si elle fonctionne, elle pourrait fournir une nouvelle plate-forme pour comprendre non seulement ces minuscules particules, mais aussi la physique du soleil lui-même.