💥 Cette lueur au centre de la Voie lactée pourrait enfin révéler la matière noire
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Les scientifiques pourraient être sur le point de confirmer l'existence de cette matière insaisissable. Des simulations informatiques récentes indiquent qu'une lueur faible détectée au cœur de la Voie lactée pourrait correspondre à la signature tant recherchée de la matière noire. Moorits Muru, responsable de l'étude menée à l'Institut Leibniz d'astrophysique de Potsdam, estime que cette piste semble particulièrement crédible bien que difficile à prouver définitivement.
Vue d'artiste annotée de la Voie Lactée.
Image ESO.
La matière noire constitue environ 27% de la matière de l'Univers mais reste indétectable directement car elle n'absorbe ni ne réfléchit la lumière. Les nouvelles simulations révèlent que sa distribution près du centre galactique n'est pas sphérique comme on le supposait, mais aplatie et ovoïde. Cette forme correspond étrangement au motif de rayons gamma observé par le télescope spatial Fermi de la NASA, un signal anormalement intense repéré depuis 2008 et qui s'étend sur près de 7000 années-lumière.
Deux hypothèses principales s'affrontent pour expliquer cette émission gamma: des collisions de particules de matière noire appelées WIMPs, ou l'activité d'étoiles à neutrons tournant très rapidement appelées pulsars millisecondes. Les pulsars semblaient privilégiés car leur distribution correspondait bien aux observations, mais les nouveaux calculs montrent que la matière noire peut également adopter cette configuration particulière.
L'équipe a reconstitué la formation de la Voie lactée sur des supercalculateurs, incluant les collisions galactiques qui ont marqué son histoire. Ces événements violents ont imprimé leur signature sur la distribution de la matière noire, lui donnant cette forme aplatie qui correspond désormais parfaitement aux données de Fermi. Les chercheurs soulignent que les deux scénarios – matière noire et pulsars – deviennent presque impossibles à distinguer avec les instruments actuels.
La prochaine génération d'observatoires, comme l'Observatoire du réseau de télescopes Tcherenkov (CTAO) qui entrera en service vers la fin des années 2020, pourrait trancher le débat. Sa résolution supérieure permettra de différencier les signatures énergétiques des pulsars de celles des particules de matière noire. Des observations complémentaires sur les galaxies naines orbitant autour de la Voie lactée apporteront également des éléments décisifs pour cette quête scientifique majeure.
Les WIMPs, candidates principales de la matière noire
Les WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) représentent l'une des hypothèses les plus sérieuses pour expliquer la nature de la matière noire. Ces particules hypothétiques interagiraient très faiblement avec la matière ordinaire, ce qui expliquerait pourquoi elles restent indétectables malgré leur abondance présumée.
Leur masse serait considérable comparée à celle des particules standards, peut-être des centaines de fois supérieure à celle d'un proton. Cette propriété les rendrait particulièrement stables et difficiles à produire en laboratoire, mais leur annihilation mutuelle pourrait générer des rayonnements détectables comme les rayons gamma observés au centre galactique.
Les théories supersymétriques, extensions du modèle standard de la physique des particules, prédisent naturellement l'existence de telles particules. Leur découverte révolutionnerait notre compréhension de l'Univers à ses plus petites et plus grandes échelles.
De nombreuses expériences souterraines comme XENONnT et LZ tentent de capturer le rare recul qu'un WIMP produirait en heurtant un noyau atomique, tandis que les observatoires gamma comme Fermi cherchent les signaux indirects de leur annihilation.