Des signaux radio venus du cosmos intriguaient les scientifiques : voici ce qu’ils ont découvert en se tournant vers la NASA

En Antarctique, un projet de la NASA a détecté des signaux radio inexplicables venus du ciel… ou peut-être de sous la glace.

Un article du site technologique américain BGR, publié en novembre 2025, revient sur un mystère scientifique né au-dessus de l’Antarctique entre 2016 et 2018. Un ballon de la NASA y a capté des signaux radio anormaux qui, près d’une décennie plus tard, continuent de résister aux explications classiques. Une équipe internationale a repris le dossier avec l’aide du plus grand observatoire de rayons cosmiques du monde, mais l’énigme reste entière.

Un ballon de la NASA au-dessus de l’Antarctique et des signaux qui ne collent pas

Le projet de la NASA à l’origine de cette histoire s’appelle ANITA, pour « Antarctic Impulsive Transient Antenna ». Il s’agit d’un ensemble d’instruments embarqués sous un ballon scientifique, conçu pour survoler la calotte glaciaire antarctique et enregistrer les ondes radio produites par les rayons cosmiques dans l’atmosphère terrestre.

Les rayons cosmiques sont des particules très énergétiques venues de l’espace, qui frappent en permanence notre planète. Lorsqu’elles entrent dans l’atmosphère, elles déclenchent des cascades de particules secondaires, appelées « gerbes de particules » ou « showers », accompagnées d’émissions radio que des instruments comme ANITA peuvent enregistrer.

Dans la grande majorité des cas, ces signaux arrivent d’en haut, depuis l’espace, et se propagent vers le sol. Or, au cours des vols réalisés entre 2016 et 2018, ANITA a intercepté plusieurs événements qui semblaient remonter à l’envers, comme si des signaux radio jaillissaient du sous-sol glaciaire pour filer vers le ciel.

Les signaux les plus intrigants détectés par ANITA semblaient avoir une trajectoire ascendante, comme s’ils venaient de sous la glace antarctique, ce qui ne correspondait pas aux modèles classiques de rayons cosmiques.

Ces observations, qualifiées d’« anomalies antarctiques », ont immédiatement attiré l’attention des physiciens des particules et des astrophysiciens. Ni les modèles standards des rayons cosmiques, ni les scénarios d’erreur de mesure ne permettaient d’aboutir à une explication simple et certaine.

Le plus grand détecteur de rayons cosmiques du monde entre en scène

Pour reprendre l’enquête, une équipe internationale s’est tournée vers l’Observatoire Pierre-Auger, en Argentine. Cet instrument est présenté par BGR comme le plus grand détecteur de rayons cosmiques au monde. Il couvre une vaste surface et combine deux types de dispositifs :

• des cuves d’eau disposées au sol, capables de détecter le passage des particules issues des gerbes cosmiques lorsqu’elles atteignent la surface de la Terre ;
• des télescopes spécialisés qui observent la très faible lumière émise dans l’atmosphère lorsque ces gerbes traversent l’air.

En temps normal, les gerbes de particules descendent de l’espace vers le sol. Elles déclenchent alors les cuves au sol et laissent une signature optique dans l’atmosphère. Les scientifiques peuvent recouper les deux signaux pour reconstituer la trajectoire et l’énergie de l’événement.

Dans le cas des signaux de type ANITA, censés se propager vers le haut, la situation change complètement. Une gerbe qui remonterait vers le ciel ne frapperait pas le sol de la même manière. Elle ne produirait donc pas le schéma habituel nécessaire aux cuves d’eau, ce qui complique sa détection.

Pour traquer un équivalent des anomalies d’ANITA, l’équipe a dû se contenter des données issues uniquement des télescopes de l’Observatoire Pierre-Auger, sans s’appuyer sur les détecteurs au sol.

Les chercheurs ont ainsi exploré les archives de l’observatoire entre 2004 et 2018, soit quatorze années d’observations, à la recherche de signaux qui ressembleraient à ceux enregistrés par ANITA.

Une chasse à l’anomalie appuyée par des millions de simulations

L’équipe ne s’est pas contentée de fouiller la base de données. Elle a aussi exécuté des millions de simulations numériques de gerbes de particules, tant « classiques » que supposées ascendantes.

L’objectif : savoir à quoi ressembleraient exactement, dans les télescopes de Pierre-Auger, les événements que pourrait provoquer un phénomène similaire à celui observé par ANITA. En comparant ces modèles à la réalité, ils espéraient distinguer un véritable signal inhabituel d’une simple erreur d’interprétation ou d’un événement confondu avec autre chose.

Les simulations ont généré un jeu de données théoriques très riche, permettant de tester plusieurs hypothèses, d’écarter des artefacts de mesure et de définir des critères stricts pour sélectionner les événements suspects.

Au terme de ce travail, une seule occurrence ressemblant réellement aux signaux d’ANITA est ressortie de l’énorme volume de données.

Entre 2004 et 2018, l’Observatoire Pierre-Auger n’a trouvé qu’un seul événement ayant des caractéristiques proches de celles des signaux radio inexpliqués d’ANITA.

Ce décalage très net entre le nombre de signaux attendus dans un scénario simple et la quasi-absence de cas similaires dans les données a mis les chercheurs face à un constat : les anomalies d’ANITA ne s’expliquent pas facilement par des gerbes de particules remontant vers le haut.

Quelles hypothèses restent sur la table ?

L’étude, publiée en 2025 dans la revue spécialisée Physical Review Letters sous le titre « Search for the Anomalous Events Detected by ANITA Using the Pierre Auger Observatory », passe en revue plusieurs pistes. BGR indique que la théorie la plus solide parmi celles envisagées reste celle des gerbes de particules cosmiques se déplaçant vers le haut.

Mais l’écart massif entre les données d’ANITA et celles de Pierre-Auger, conjugué aux tests réalisés par simulations, montre que cette hypothèse ne « colle » pas encore avec tout ce qui a été observé. Pour l’instant, aucune explication largement acceptée ne s’impose.

Les chercheurs penchent donc pour l’idée que les signaux repérés par ANITA pourraient traduire un phénomène radio lié aux rayons cosmiques ou aux particules de haute énergie que la science ne maîtrise pas encore totalement. BGR insiste : les scientifiques ne parlent pas de certitude, mais d’une « spéculation » en attendant de nouvelles données.

À ce stade, l’équipe considère que les signaux d’ANITA pourraient être l’expression d’un effet radio lié aux particules cosmiques que nous ne comprenons pas encore bien.

De nouveaux ballons et un détecteur spécialisé en préparation

Face à ce mystère qui persiste, les chercheurs ne se résignent pas. BGR rapporte qu’ils travaillent sur un nouveau projet de ballon scientifique, inspiré d’ANITA, spécifiquement orienté vers la recherche de ces signaux radio inhabituels. L’idée est de concentrer l’effort sur ce type d’anomalie dès la conception de la mission.

En parallèle, un détecteur entièrement nouveau est en développement. Il doit être spécialisé dans la détection de signaux de particules cosmiques difficiles à capter avec les installations actuelles. Ce type d’instrument pourrait, à terme, confirmer ou infirmer certaines interprétations des données d’ANITA.

Ces futurs dispositifs visent à :

• multiplier les chances d’observer à nouveau des signaux comparables ;
• obtenir des mesures plus précises sur leur origine, leur énergie et leur trajectoire ;
• éviter les zones d’incertitude liées aux instruments anciens ou non prévus pour ce type de phénomène.

Les chercheurs misent sur des technologies plus sensibles et sur une collecte de données plus ciblée pour clarifier ce qui se cache derrière l’« anomalie antarctique ».

Ce que cela raconte de notre connaissance de l’Antarctique et du cosmos

Au-delà de l’énigme technique, BGR souligne le rappel plus large que représente cette affaire : même notre propre planète reste loin d’être totalement comprise. Sous la glace antarctique, d’autres découvertes récentes ont mis en lumière des écosystèmes que l’on pensait impossibles, comme des zones abritant de la vie sous des couches de glace épaisses et isolées.

Le continent blanc joue un rôle clé pour l’astrophysique et la physique des particules. Son isolement, son atmosphère stable et ses vastes étendues glacées en font un laboratoire naturel pour les expériences qui nécessitent peu d’interférences radio ou lumineuses.

Pour un lecteur français, ces recherches peuvent sembler éloignées du quotidien, mais elles contribuent à améliorer la compréhension globale des particules de haute énergie, qui irrigue ensuite d’autres domaines : modélisation du climat spatial, conception de satellites, compréhension de l’Univers primordial, ou encore tests des grandes théories physiques actuelles.

Qu’en est-il des recherches sur les rayons cosmiques en France ?

La France joue un rôle important dans ce champ de recherche, notamment au travers de sa participation à de grands projets internationaux comme l’Observatoire Pierre-Auger justement, dont l’une des équipes fondatrices comporte des laboratoires français de physique des particules et d’astrophysique. Le pays abrite aussi des laboratoires publics spécialisés dans l’étude des rayons cosmiques et de la physique des neutrinos.

Certains détecteurs implantés sur le territoire français, souvent liés au Centre national de la recherche scientifique et à des universités, contribuent à l’observation des particules de haute énergie et à l’analyse de leurs effets dans l’atmosphère. Ils n’ont pas vocation à reproduire à l’identique des expériences comme ANITA, qui nécessitent par exemple un survol de l’Antarctique, mais ils s’inscrivent dans le même effort scientifique international.

Pour les particuliers en France, ces travaux n’impliquent pas de démarche spécifique. Ils alimentent plutôt la recherche fondamentale, qui peut à long terme rejaillir sur la technologie (meilleurs capteurs, calcul haute performance, méthodes de traitement de données complexes) et sur notre compréhension générale de l’Univers.

Quelques repères pour mieux comprendre les rayons cosmiques et les signaux radio

Pour situer l’« anomalie antarctique » dans un cadre plus concret, voici quelques notions clés mentionnées ou sous-jacentes dans l’article de BGR :

Dans ce contexte, ANITA a joué le rôle d’oreille géante, attentive aux ondes radio produites dans l’atmosphère et dans la glace. L’Observatoire Pierre-Auger, lui, fonctionne davantage comme un réseau de capteurs complémentaires pour suivre les particules et les flashs lumineux qu’elles génèrent.

Un enjeu central consiste à faire la part entre un signal réellement nouveau et un phénomène banal mal interprété. Les simulations massives et les méthodes statistiques avancées servent justement à éviter de confondre un simple « bruit » avec un indice potentiel de nouvelle physique.

À ce stade, le mystère des signaux radio d’ANITA reste donc ouvert. Les futures missions en ballon et les nouveaux détecteurs annoncés et rapportés par BGR pourraient, dans les années à venir, préciser s’il s’agit d’un effet rare mais classique, ou du signe que quelque chose d’inattendu se cache sous la glace antarctique ou tout près de notre planète.