La matière noire ne serait pas à l’origine de l’excès de rayon gamma en provenance du centre de notre galaxie
Les physiciens adoreraient trouver des indices pour la présence de l’insaisissable matière noire (ou sombre) afin d’expliquer les phénomènes de l’univers que nous n’avons pas pu comprendre. Elle expliquerait clairement les comportements étranges des galaxies et de la lumière curieusement courbée dans notre univers. Mais il se peut qu’une nouvelle étude ait éliminé la matière noire comme candidate à la résolution d’un mystère au centre de notre galaxie.
Un excès de rayons gamma, qui brille au centre de la Voie lactée, a conduit les physiciens à ébaucher de nombreuses théories, dont certaines impliquent l’insaisissable matière noire, un « fourre tout » naturel pour les choses astronomiques que les lois de la physique ne peuvent expliquer. De nouvelles recherches d’une équipe internationale de physiciens suggèrent que ce qui engendre ces rayons gamma pourrait être un peu moins sombre qu’ils ne le pensaient.
(Université Nationale Australienne)
Un télescope en orbite terrestre, le Fermi Gamma-ray Space Telescope, a détecté une étrange émission de rayons gamma provenant du centre de la galaxie. Certains ont proposé que la matière noire provoquerait ce comportement observé en libérant des rayons gamma lors d’interactions avec de la matière régulière. Pour rappel, la matière ne représente qu’environ 4 % de l’univers. Environ 25 % de la matière noire semble interagir avec la matière régulière que par sa gravité et elle formerait la colonne vertébrale de l’univers. Le reste serait de l’énergie noire, la source indétectable qui accélérerait l’expansion de l’univers.
Martin Pohl et ses collègues de l’Institut de physique et d’astronomie de l’université de Potsdam, en Allemagne, ont comparé les données aux modèles qu’ils avaient produits. Ceux-ci tiennent compte du fait que les étoiles semblent se disposer en X dans le centre galactique.
Le renflement en forme de X au centre de la galaxie.
(NASA/ JPL-Caltech)
Ils ont constaté que l’excès de rayons gamma pourrait mieux s’expliquer par ces modèles que par ceux impliquant la matière noire, elle s’arrangerait dans une sphère indépendamment de la forme du centre galactique, selon l’étude.
Les chercheurs ne savent pas exactement ce qui causerait l’excès, mais il pourrait s’agir d’une sorte d’étoile à neutrons émettant des rayons gamma denses, appelée pulsar milliseconde.
Les pulsars sont des étoiles à neutrons très denses et très magnétisées, qui tournent rapidement et émettent des «faisceaux» de rayons gamma comme des phares cosmiques. La localisation des pulsars dans la région la plus ancienne de la galaxie suggère qu’ils absorbent l’énergie d’étoiles compagnes, ce qui prolonge la durée de vie des pulsars. L’image présente un pulsar absorbant l’énergie d’une étoile compagne et l’image de fond de fond montre le centre galactique vu par l’observatoire Chandra X-ray de la NASA. (NASA / CXC / Université du Massachusetts / D. Wang et col./ Greg Stewart/ Laboratoire national des accélérateurs du SLAC)
D’autres recherches indqiuent qu’ils pourraient être sur la bonne voie. Le mois dernier, des chercheurs de l’Institut Max Planck de physique gravitationnelle ont détecté le premier pulsar milliseconde connue qui n’émet pas d’ondes radio. Il émet cependant des rayons gamma, impliquant l’existence de pulsars gamma jusque là inconnus, en particulier dans le centre galactique.
L’équipe n’est pas non plus la première à proposer cette idée. L’année dernière, des chercheurs de l’université de Stanford ont proposé que les pulsars millisecondes puissent être la source de l’excès de rayons gamma, en partie parce que la signature des rayons gamma, lorsqu’ils l’ont examinée, était différente de ce qui était attendu.
Ainsi, le cas de pulsars provoquant l’excès de rayons gamma prend de l’ampleur. Mais que les fans de la matière noire ne s’inquiètent pas, l’univers est encore plein de phénomènes inexpliqués pour lesquels la matière noire reste la meilleure explication. Et celle-ci n’a pas encore été complètement exclue pour cet excès de rayons gamma. Des travaux observationnels et théoriques sont en cours pour vérifier ou réfuter l’hypothèse selon laquelle le signal gamma provient de pulsars millisecondes.
L’étude publiée dans Nature Astronomy : Galactic bulge preferred over dark matter for the Galactic centre gamma-ray excess et présentée sur le site de l’université Nationale Australienne : Mysterious signal comes from very old stars at centre of our galaxy.