Des sous-halos de matière noire parmi les sofnis ?

Publié par Adrien le 01/09/2021 à 09:00
Source: CEA

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La collaboration H.E.S.S. à laquelle participent des physiciens de l'Irfu a observé au sol, en Namibie, des sources gamma détectées par l'observatoire spatial Fermi et restées non identifiées (sofnis). Celles-ci étaient pressenties comme de possibles révélateurs de halos de matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre), traduction de l’anglais...) de très haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) mais le verdict est tombé: les sofnis ne sont pas de tels sous-halos !

Selon le modèle standard de la cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système...), les particules de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) noire de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) primordial auraient peu à peu formé, sous l'effet de la gravitation (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...), des "sous-halos" qui auraient fusionné en "halos" de plus en plus massifs. Au-dessus d'un certain seuil de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...), les halos auraient commencé à piéger du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...), à l'origine de la formation des étoiles et des galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...).

Si la matière noire est constituée de wimps (Weakly Interacting Massive (Le mot massif peut être employé comme :) Particles) suffisamment massives, ces particules pourraient s'annihiler par collisions dans les sous-halos, en émettant des rayons gamma de très haute énergie (supérieure à 100 gigaélectronvolts) qui seraient détectables par le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des...) de télescopes Tcherenkov H.E.S.S..

Pour tester cette hypothèse, la collaboration H.E.S.S. a recherché les sources gamma non identifiées - sans contrepartie dans les domaines X, visible ou infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...) - détectées par le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) à grande champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) du satellite (Satellite peut faire référence à :) Fermi de la NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...). Elle en a sélectionné trois parmi les plus prometteuses pour être des sous-halos de matière noire (particules d'énergie voisine du téraélectronvolt, 1012 eV ou TeV) et les a observées.

Si les sous-halos composés de wimps ont bien été produits thermiquement dans l'Univers primordial, les chercheurs déduisent des observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) de H.E.S.S. des contraintes plus fortes sur l'existence des wimps que celles provenant de Fermi. Dans le cadre des modèles cosmologiques, ces nouvelles contraintes excluent l'interprétation des sources Fermi non identifiées observées comme étant des sous-halos galactiques de matière noire d'énergie dans la gamme du TeV.

Références:
Search for dark matter annihilation signals from unidentified Fermi-LAT objects with H.E.S.S., The Astrophysical Journal
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