La matière noire peut ne pas résoudre ce mystère galactique après tout

Ryan F. Mandelbaum 05/28/2018. 12 comments
Dark Matter Science Physics Astrophysics Astronomy The Milky Way Gamma Rays

Les physiciens aimeraient trouver des indices de matière noire pour expliquer les parties de l'univers que nous n'avons pas réussi à comprendre. La matière noire expliquerait parfaitement les étranges comportements des galaxies et la lumière étrangement courbée dans notre univers. Mais un nouveau papier a peut-être étouffé la matière noire en tant que candidat à un mystère au centre de notre galaxie.

Les choses deviennent passionnantes quand les physiciens trouvent des bosses inexpliquées dans leurs données qui ne sont pas en accord avec leurs théories. Une telle bosse, un excès de rayons gamma qui brillent du centre de la Voie Lactée, a conduit les physiciens à rédiger de nombreuses théories, dont certaines impliquant la matière noire insaisissable - une référence naturelle pour les choses astronomiques que les lois de la physique ne peuvent pas expliquer proprement. Les nouvelles recherches d'une équipe internationale de physiciens impliquent que tout ce qui cause les rayons gamma pourrait être un peu moins sombre qu'ils ne le pensaient.

«Nous savons toujours que la matière noire existe», a déclaré à l'auteur de l'étude Martin Pohl de l'Institut de physique et d'astronomie de l'Université de Potsdam en Allemagne. "Mais nous n'avons aucune indication crédible que nous aurions pu en voir la signature autrement que par gravité."

Les astronomes et les physiciens recherchent la source de «l'excès du centre galactique». Un télescope terrestre, le télescope de la région de Fermi, a détecté une émission déroutante de rayons gamma provenant du centre de la galaxie. Certains ont proposé que la matière noire donne lieu à ce comportement observé en libérant des rayons gamma lors d'interactions avec la matière ordinaire.   Pour rappel, la matière ne représente qu'environ 4% des choses dans l'univers. Environ 25% de la matière noire est une matière mystérieuse qui ne semble interagir avec la matière ordinaire que par sa gravité, mais qui semble former l'épine dorsale de l'univers. Le reste serait de l'énergie sombre, la source indétectable provoquant l'accélération de l'expansion de l'univers.

Pohl et les autres chercheurs de son équipe ont comparé les données aux modèles qu'ils avaient produits. Ces modèles prennent en compte le fait que les étoiles semblent s'organiser en forme de X dans le centre galactique. Ils ont trouvé que l'excès de rayons gamma pourrait mieux s'expliquer par ces modèles que par des modèles impliquant la matière noire - la matière noire s'organiserait dans une sphère indépendamment de la forme du centre galactique, selon l'article publié aujourd'hui dans Nature Astronomy.

Les chercheurs ne savent pas exactement ce qui causerait l'excès, mais peut-être pourrait-il s'agir d'une sorte d'étoile à neutrons émettant des rayons gamma denses, appelée pulsar milliseconde.

Au moins un autre chercheur a reconnu que les nouveaux modèles semblent affaiblir la matière noire en tant que responsable de ce mystère des rayons gamma. "Je pense que ce n'est pas la dernière preuve que la matière noire n'est pas là, mais c'est une bonne piste pour le faire pour la première fois", Francesca Calore, astrophysicienne au Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique du National Centre de Recherche Scientifique France, a déclaré à Gizmodo. Elle (et d'autres) travaillent sur une modélisation similaire pour trouver des sources astrophysiques de cet excès.

D'autres ne sont pas encore convaincus. "La corrélation identifiée dans cet article pourrait être réelle, mais pourrait aussi bien être une caractéristique parasite résultant, par exemple, de la surtraction de certains des modèles de fond", Dan Hooper, chef du Groupe d'astrophysique théorique à Fermi National. Accelerator Laboratory, a déclaré à Gizmodo dans un message direct Twitter. En d'autres termes, Pohl et son équipe pourraient jouer un rôle dans leur modélisation.

Et même si ces résultats ont exclu l'excès de rayons gamma comme un indice potentiel de la matière noire, il y a beaucoup d'autres choses confuses dans l'espace avec des explications potentiellement sombres. Ceux-ci comprennent mesures récentes d'hydrogène lointain, étranges excès d'antimatière, et trop peu d'électrons de haute énergie .

L'histoire est loin d'être terminée. Comme nous l'avons déjà écrit, de nombreux physiciens passent leur temps à chercher les choses qui aren’t là pour que la vérité puisse émerger. Petit à petit, ils se servent de leurs données pour ronger un rocher ennuyeux afin que les gemmes à l'intérieur, les vraies découvertes, puissent émerger. Et peut-être que la matière noire fait partie de l'histoire, mais pas toute l'histoire, dit Calore.

"Ce n'est pas un jeu simple"   dit-elle. "Exclure quelque chose est plus compliqué que de dire que quelque chose est là."

[ Nature Astronomie ]

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