Espace : une étude affirme fournir la première preuve directe de l’existence de la matière noire

L’astrophysicien japonais Tomonori Totani a déclaré que ces travaux pourraient être une percée significative dans la recherche de la matière noire.

Cette matière mystérieuse et invisible a été suggérée par des chercheurs il y a presque 100 ans. Ils ont proposé qu’elle se regroupe autour des galaxies et forme une sorte de toile cosmique dans l’univers.

Bien que la matière noire, qui représenterait environ 27 % de l’univers, reste un mystère, une étude récente suggère que des preuves directes de son existence ont été observées pour la première fois. Certes des investigations supplémentaires sont nécessaires pour écarter les théories plus simples, mais si ces résultats sont confirmés, ils pourraient révolutionner la recherche de cette substance insaisissable. Le professeur Totani, qui enseigne à l’Université de Tokyo, a souligné que les rayons gamma provenant du centre de notre galaxie, la Voie lactée, semblent indiquer la présence de matière noire.

Cette matière, qui ne peut être vue et ne réagit pas avec la lumière, a été conceptualisée dans les années 30 par l’astronome Fritz Zwicky. Il avait observé que certaines galaxies lointaines tournaient à une vitesse supérieure à celle que leur masse aurait dû permettre, suggérant ainsi l’existence de cette matière noire, qui exerce une force gravitationnelle sur les galaxies environnantes. Depuis cette époque, la communauté scientifique s’est lancée dans la quête de particules de matière noire.

Cependant, malgré des efforts considérables, y compris l’utilisation de télescopes spatiaux, de détecteurs au sol et d’instruments massifs comme le Grand collisionneur de hadrons (LHC) en Suisse, aucune particule de matière noire n’a été détectée. L’une des nombreuses théories sur la matière noire suggère qu’elle est constituée de particules massives interagissant faiblement, connues sous le nom de WIMP (Weakly Interacting Massive Particles).

Ces particules seraient plus lourdes que les protons, mais interagiraient très peu avec la matière que nous connaissons. Quand deux WIMP (Weakly Interacting Massive Particles) se percutent, elles ont la capacité de s’annihiler mutuellement, entraînant la libération de particules supplémentaires ainsi que l’émission de rayons gamma.

Dans le but de détecter des signaux potentiels de matière noire, Totani a examiné les enregistrements du télescope spatial Fermi de la NASA. Ce télescope est conçu pour repérer les photons les plus puissants du spectre électromagnétique. Le chercheur a identifié une distribution de rayons gamma qui semblait correspondre à la structure du halo de matière noire qui s’étend en forme de sphère autour du centre de la galaxie.

« Ce signal est très similaire aux caractéristiques du rayonnement gamma que l’on prévoit d’être émis par la matière noire », a commenté le scientifique dans une interview avec le Guardian. Les résultats détaillés de cette étude sont parus dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

L’astronome de Harvard a répondu à nos questions

Bien que Totani ait observé des effets de la matière noire, ses découvertes indiquent qu’elle pourrait être constituée de particules fondamentales ayant une masse 500 fois supérieure à celle du proton. Néanmoins, des études complémentaires sont indispensables pour écarter d’autres phénomènes astrophysiques et des émissions de fond qui pourraient rendre compte de ces signaux.

Tomonori Totani a souligné que la clé serait de repérer des rayons gamma avec un spectre identique émis par d’autres zones de l’univers, telles que les galaxies naines. D’après Justin Read, astrophysicien à l’université de Surrey, l’absence de signaux significatifs en provenance de ces galaxies constitue une forte réfutation de l’idée que Totani ait observé des rayons gamma issus de l’annihilation de particules de matière noire.

Kinwah Wu, professeur d’astrophysique théorique à l’UCL, a également exprimé des réserves. « Je reconnais le travail et l’engagement de l’auteur, mais une affirmation aussi incroyable nécessite des preuves tout aussi extraordinaires », a-t-il affirmé. « Cette analyse n’a pas encore atteint ce degré d’exigence. Cependant, ce travail incite les chercheurs de ce domaine à intensifier leurs efforts ». Pour ne rien manquer de l’actualité liée à l’espace, inscrivez-vous à la newsletter btlv.

Valentin Rican (rédaction btlv source Journal of Cosmology and Astroparticle Physics – photo home page @btlv)