En Antarctique, une expérience de la NASA a intercepté des signaux radio déroutants. Des années plus tard, une vaste enquête scientifique tente encore d’identifier leur origine.
Entre 2016 et 2018, un ballon de la NASA survolant l’Antarctique a enregistré des ondes radio qui semblaient surgir de sous la glace, un comportement totalement inattendu pour ce type de signal. Ce curieux phénomène, rapporté par le site technologique américain BGR, vient d’être réexaminé en détail par une équipe internationale de chercheurs, qui a passé au crible des années de données pour tenter de comprendre ce qui s’est réellement passé au-dessus du continent blanc.
Un ballon de la NASA capte des signaux à la trajectoire impossible
Le projet de la NASA à l’origine de cette énigme s’appelait ANITA, pour « Antarctic Impulsive Transient Antenna ». Il s’agissait d’un ensemble d’instruments suspendus sous un ballon stratosphérique, chargé de faire le tour de l’Antarctique en scrutant les rayons cosmiques dans l’atmosphère terrestre.
ANITA avait été conçu pour capter les ondes radio générées lorsque des particules très énergétiques venues de l’espace frappent l’atmosphère et produisent ce que les physiciens appellent des « gerbes de particules » ou « showers » cosmiques. Ces gerbes se propagent normalement vers le bas, depuis le cosmos jusqu’au sol. Tout le dispositif était calibré pour ces événements descendants.
Or, parmi les signaux enregistrés, plusieurs ont immédiatement posé problème aux scientifiques : les ondes semblaient s’élever, comme si leur source provenait de sous la calotte glaciaire.
Les signaux les plus intrigants présentaient une trajectoire ascendante, à rebours de tout ce que les physiciens s’attendaient à observer dans ce type de campagne.
Ce comportement ne correspond pas au schéma habituel d’un rayon cosmique classique, qui arrive depuis l’espace et plonge vers la Terre. L’idée qu’une gerbe de particules puisse remonter du sol vers le ciel, après avoir traversé des milliers de kilomètres de roche et de glace, défie la physique standard telle qu’elle est utilisée pour interpréter ces phénomènes.
Le plus grand détecteur de rayons cosmiques du monde rouvre le dossier
Face à ce casse-tête, une équipe internationale a décidé de reprendre le dossier ANITA à partir d’un autre instrument, installé bien loin de l’Antarctique : l’observatoire Pierre-Auger, en Argentine. Il s’agit du plus grand détecteur de rayons cosmiques au monde.
Ce site scientifique repose sur deux systèmes complémentaires :
- des cuves d’eau au sol, qui repèrent les particules secondaires lorsqu’une gerbe cosmique s’abat sur la surface de la Terre ;
- des télescopes spéciaux, qui surveillent la lumière très faible produite dans l’atmosphère par le passage de ces gerbes.
Dans le fonctionnement habituel, une gerbe cosmique classique est détectée à la fois par les cuves au sol et par les télescopes, ce qui permet de reconstruire précisément sa trajectoire, son énergie et son origine probable. Les événements de type ANITA, censés être ascendants, ne peuvent en revanche pas activer les cuves au sol de la même manière.
Pour tenter de retrouver la trace de phénomènes comparables à ceux observés par la NASA, les chercheurs ont donc fouillé uniquement dans les données issues des télescopes de l’observatoire Pierre-Auger. Ils ont analysé quatorze années d’archives, de 2004 à 2018, à la recherche de signatures atypiques.
Une seule candidate en quatorze années d’observations
Les scientifiques ont mis en place des simulations numériques massives. Ils ont fait tourner sur ordinateur des millions de scénarios de gerbes de particules classiques et de gerbes ascendantes hypothétiques, afin de comprendre à quoi ressembleraient ces événements dans les télescopes de Pierre-Auger.
Objectif : distinguer un véritable événement ascendant d’un signal mal interprété ou d’un bruit de fond. Grâce à cette base simulée, les chercheurs ont pu définir des critères précis pour repérer des « signatures ANITA » plausibles dans les archives de l’observatoire.
En quatorze ans de données, l’équipe n’a identifié qu’un seul événement présentant des caractéristiques proches des signaux étranges enregistrés par ANITA.
Ce contraste saisissant interroge. Si l’explication la plus simple des signaux d’ANITA était l’existence de gerbes de particules remontant vers le ciel, l’observatoire Pierre-Auger aurait dû en voir bien davantage au fil des années. Or ce n’est pas le cas.
Les chercheurs en concluent que l’hypothèse de simples gerbes ascendantes ne suffit pas pour rendre compte des anomalies relevées par la NASA. Le travail, publié en 2025 dans la revue scientifique Physical Review Letters, laisse donc la porte ouverte à d’autres interprétations. Pour l’instant, aucune ne fait consensus.
Ce que l’on sait – et ce que l’on ignore encore – sur cette anomalie antarctique
Les scénarios envisagés restent pour l’heure dans le cadre de la physique connue, même si certaines pistes frôlent les limites du modèle standard des particules. Dans le langage des chercheurs, ces signaux pourraient correspondre à des effets radio atypiques produits par des particules très énergétiques, interagissant d’une façon encore mal comprise dans la glace ou la roche.
BGR rapporte que les scientifiques évoquent un « effet radio cosmique étrange », sans pouvoir le caractériser davantage. Autrement dit, le phénomène pourrait venir de mécanismes physiques déjà théorisés, mais jamais observés dans ce contexte, ou au contraire d’un processus encore mal décrit par les modèles.
À ce stade, l’équipe ne dispose pas d’explication confirmée : les données suggèrent un phénomène réel, mais sa nature exacte reste insaisissable.
Les chercheurs insistent sur un point : l’hypothèse d’erreurs instrumentales ou d’une mauvaise calibration des détecteurs a été soigneusement examinée. Elle ne semble pas suffire à expliquer la forme et la cohérence des signaux enregistrés.
Pour la communauté scientifique, ce type d’anomalie a une valeur particulière. Il ne s’agit pas d’une preuve d’un phénomène exotique, mais d’un indicateur précieux montrant que certaines conditions physiques restent mal maîtrisées. Les grands progrès en astrophysique passent souvent par la compréhension d’objets déroutants de ce genre.
De nouveaux ballons et des détecteurs dédiés pour traquer les signaux mystérieux
L’équipe impliquée dans cette enquête ne compte pas s’arrêter à ce constat frustrant. Selon BGR, plusieurs projets sont déjà en préparation pour reprendre la chasse à ces signaux.
D’abord, un nouveau ballon scientifique, sur le modèle d’ANITA, doit être lancé. Il emportera des instruments optimisés pour les fréquences et les directions d’ondes les plus suspectes, afin de maximiser les chances de retomber sur des événements du même type.
Parallèlement, un détecteur spécialement destiné aux signaux radio produits par des particules cosmiques est en développement. Ce dispositif devra être capable :
- de surveiller en continu une large portion de ciel ;
- d’orienter avec précision la provenance des ondes reçues ;
- de filtrer et classer automatiquement les signaux atypiques pour un examen rapide par les chercheurs.
Ces nouveaux instruments, conçus avec en tête l’anomalie antarctique, pourraient permettre de réunir enfin une série d’événements comparables, et non plus quelques cas isolés. C’est la condition pour parvenir à un scénario physique robuste.
Rayons cosmiques et ondes radio : quelques repères pour comprendre
Pour un lecteur français, l’affaire ANITA peut sembler ésotérique. Elle repose pourtant sur un principe assez concret : les rayons cosmiques, ces particules ultra-énergétiques qui frappent en permanence l’atmosphère terrestre, produisent en frappant l’air et la glace des « éclats » de particules secondaires et des signaux mesurables, dont des ondes radio.
On peut résumer le processus classique en trois étapes principales :
ANITA et l’observatoire Pierre-Auger exploitent précisément ces signaux pour remonter à la source des rayons cosmiques. Les anomalies observées en Antarctique viennent bousculer ce schéma classique, car elles semblent impliquer des particules ayant traversé la Terre de part en part ou suivant des trajectoires inattendues.
Pour la recherche, ces observations peuvent devenir un laboratoire naturel : en comprenant ces signaux, les physiciens affinent leurs modèles des particules et de leurs interactions, ce qui peut avoir des retombées jusqu’à la compréhension des neutrinos ou de la matière noire, deux grandes inconnues de la cosmologie moderne.
Ce que fait la France dans l’étude des rayons cosmiques
La France n’est pas en marge de ces recherches. Des laboratoires français participent directement à l’observatoire Pierre-Auger, en Argentine, via des instituts de recherche publics. Ils contribuent à la conception des détecteurs, à l’analyse des données et à la modélisation des gerbes de particules.
Sur le territoire français, plusieurs dispositifs étudient également les rayons cosmiques. Il s’agit par exemple de réseaux de détecteurs installés dans des établissements scolaires ou des centres de recherche, qui mesurent les particules secondaires au niveau du sol. Le principe reste le même que pour Pierre-Auger, à une échelle bien plus modeste : repérer les traces des particules issues des gerbes cosmiques pour mieux en connaître la fréquence et l’énergie.
Les agences spatiales françaises et européennes soutiennent enfin des missions spatiales ou de ballon visant à observer les particules de haute énergie et les ondes qui en résultent. L’enjeu ne se limite pas à la curiosité scientifique : ces phénomènes peuvent aussi influencer certains systèmes technologiques, comme les satellites ou les communications radio longue distance.
Un rappel : la Terre et l’Antarctique restent des terrains d’énigmes
Au-delà du cas très précis des signaux radio détectés par ANITA, ce type de recherche montre que notre planète recèle encore des phénomènes mal compris. L’Antarctique, en particulier, concentre les paradoxes : un continent de glace qui pourrait avoir abrité une jungle dans un passé lointain, et qui cache aujourd’hui sous sa surface un environnement où la vie existe là où l’on pensait ne rien trouver.
L’anomalie antarctique rappelée par BGR s’ajoute à cette liste. Les chercheurs y voient un signal, au sens large : celui que nos modèles, pourtant très solides pour décrire une grande partie de l’Univers, butent encore sur certains cas particuliers. À mesure que de nouveaux ballons et détecteurs prendront le relais d’ANITA, d’autres signaux viendront probablement enrichir ce puzzle cosmique.
