L’une des énigmes les plus insolubles du cosmos est, sans doute, la matière noire. Ce fantôme qui hante notre système solaire et en fait bouger toutes les règles, nous mettant au défi de le détecter ou même de l’expliquer encore aujourd’hui, a intrigué l’ensemble de la communauté scientifique.

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Cette mystérieuse composante matérielle, qui constitue 85 % de la substance de l’univers, est pourtant, parfaitement invisible. Seule sa force gravitationnelle qu’elle exerce sur la lumière peut la signaler. C’est d’ailleurs pour cela que l’on n’a jamais réussi à la « surprendre ». Cependant, les astronomes ont tout de même pu récolter quelques informations très intéressantes, qui pourraient les aider à mieux la cerner.

Pour commencer, la matière noire n’est pas faite de matière normale, mais plutôt de particules de base. Ensuite, elle est dépourvue de charge électrique et n’interfère donc pas avec d’autres matières ni avec la lumière.

Pour mieux comprendre de quoi il s’agit, il faut savoir qu’en plus d’être foncée, la matière sombre est également tellement froide qu’elle forme des graines d’amas de galaxies, dont la masse est majoritairement constituée de halos. Néanmoins, cela est loin d’apporter toutes les réponses attendues, c’est pourquoi les scientifiques travaillent jour et nuit pour en savoir davantage sur ce phénomène.

Le détecteur de neutrinos IceCube en Antarctique recherche les WIMP.
Collaboration IceCube/NSF

Dans ce sens, une récente étude, menée par des chercheurs du Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, a donné des résultats incroyables, grâce à une simulation informatique détaillée du cosmos de la matière sombre.

Pour obtenir la précision escomptée par ce modèle, l’équipe a émis l’hypothèse que la matière noire était représentée par des particules massives faiblement interactives (WIMP), dont la masse excédait largement (100 fois) celle d’un proton.

Ce que cette simulation avait de plus par rapport aux précédentes, c’est probablement sa haute résolution et sa façon d’imiter des caractéristiques particulièrement difficiles à concrétiser.

Nous parlons notamment des halos, à la structure identique (leur densité s’intensifiant en allant des bords vers le centre), qui se sont développés à toutes les échelles de masse, même autour des amas de galaxies.

Halos de matière noire simulés à toutes les échelles.
(J. Wang, S. Bose/Centre d’astrophysique

Les orbes à petite échelle seraient susceptibles, malgré leur taille minuscule, de nous éclairer sur l’interaction de la matière noire avec elle-même. La piste obtenue jusqu’à présent est que la collision des particules de matière noire produirait des rayons gamma. Ceux-ci seraient issus, pour la plupart, de halos plus petits, selon la simulation.

Par ailleurs, il semblerait que la matière sombre provoque le taux disproportionné de rayons gammas, enregistré par les astronomes, et émanant du centre de l’espace. Cet excès est aussi prédit avec exactitude quant à son apparition dans notre Voie lactée ou ailleurs.

Les experts n’ont peut-être pas encore atteint leur objectif suprême, qui est de dépister directement la matière noire, et de résoudre enfin l’un des plus grands problèmes de l’astronomie moderne, mais ce genre de modèle leur a quand même offert l’opportunité unique d’en apprendre plus à ce sujet.


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