✨ Et si il y avait deux matières noires ?
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D'un côté, le centre de certaines galaxies naines paraît étonnamment peu concentré en matière noire, alors que d'autres observations, via des lentilles gravitationnelles, montrent des amas de cette matière extrêmement denses.
Une piste prometteuse pour expliquer ces observations émane des travaux d'une équipe de l'Observatoire de la Montagne Pourpre, sous l'égide de l'Académie des sciences chinoise. Leurs recherches indiquent que la matière noire pourrait être formée de particules aux masses distinctes, et non d'une seule et unique substance.
Selon ce modèle, deux types de particules coexisteraient, l'une plus massive et l'autre plus légère, interagissant entre elles. Progressivement, un phénomène de ségrégation par masse entrerait en jeu, attirant les particules lourdes vers les noyaux galactiques et repoussant les plus légères vers la périphérie. Un processus analogue est connu dans les amas d'étoiles, où les astres les plus massifs convergent vers le centre.
Ce mécanisme offre une explication unifiée à plusieurs phénomènes observés. Il génère des cœurs de faible densité dans les galaxies naines, en accord avec les données. Par ailleurs, dans des environnements plus riches, il peut produire des régions très denses responsables des effets de lentille gravitationnelle détectés.
Cette hypothèse conduit également à une probabilité accrue d'événements de lentille à petite échelle, ce qui concorde mieux avec les observations que les théories classiques. Des simulations numériques détaillées viennent appuyer cette vision. Des anomalies en apparence disparates trouvent ainsi une explication commune.
Distribution de densité de matière noire projetée et courbes critiques de lentilles fortes dans un modèle à deux composants.
Crédit: Science China Press
Les investigations se poursuivent, avec des études précédentes parues dans Physical Review D et la publication la plus récente dans Science Bulletin. Les mesures astronomiques futures pourront tester cette hypothèse. Les chercheurs comptent utiliser ces "loupes cosmiques" pour vérifier la nature multiforme de la matière noire.