Une mystérieuse émission de rayons gamma provient du centre de la Voie lactée : le lien avec la matière noire ?
Un des mystères les plus discutés en astronomie se poursuit, alors que de nouvelles recherches n’excluent pas la possibilité que la matière noire auto-annihilante soit à l’origine des émissions gamma provenant du cœur de la Voie lactée. Connue sous le nom d’Excès du Centre Galactique, cette lueur sphérique de rayons gamma s’étend sur des milliers d’années-lumière autour du noyau de notre galaxie et a déconcerté les chercheurs pendant plus d’une décennie.
Plusieurs explications possibles pour l’Excès du Centre Galactique ont été avancées, notamment la présence d’une population de pulsars, des étoiles à neutrons en rotation rapide. Cependant, l’une des hypothèses les plus répandues concerne une particule de matière noire spécifique. La matière noire représente environ 85 % de la matière de l’univers et est essentiellement invisible, car elle n’interagit ni avec la lumière ni avec la matière ordinaire. Cela a conduit à la proposition de nombreux candidats pour la matière noire, y compris certains qui s’auto-annihilent, un phénomène similaire à celui qui se produit lorsque un électron rencontre son antiparticule, le positron, entraînant une annihilation et la libération d’énergie dans l’univers.
Dans le cas de la matière noire auto-annihilante, ces particules seraient leurs propres antiparticules, ce qui signifie qu’elles s’annihileraient lors de leurs interactions, libérant ainsi de l’énergie sous forme de rayons gamma. Étant donné que la matière noire surpasse la matière ordinaire par un rapport de cinq à un, on pourrait s’attendre à ce que cette annihilation se produise en permanence, inondant l’univers de rayons gamma. Cependant, dans ce modèle, la matière noire interagit rarement avec elle-même, rendant l’annihilation significative uniquement lorsque cette matière est densément concentrée, comme au cœur d’une galaxie.
L’investigation du cœur de la Voie lactée présente des défis considérables. « Interpréter le signal est particulièrement difficile, car le Centre Galactique est une région exceptionnellement brillante et encombrée du ciel gamma, » a déclaré Florian List, membre de l’équipe et chercheur à l’Université de Vienne.
Pour déterminer si la matière noire auto-annihilante pourrait effectivement expliquer l’Excès du Centre Galactique, List et ses collègues ont utilisé des techniques d’apprentissage automatique sur plus d’un million d’observations simulées de rayons gamma. Des approches précédentes avaient suggéré que des sources lumineuses non résolues, y compris des pulsars, pourraient être à l’origine de cet excès. Cependant, les nouvelles recherches ont montré que ces sources seraient extrêmement faibles, ce qui est une bonne nouvelle pour les scientifiques favorisant l’hypothèse de la matière noire auto-annihilante.
Les résultats indiquent que la population de pulsars au cœur de la Voie lactée devrait dépasser 35 000, alors que des recherches antérieures avaient suggéré qu’un nombre de quelques centaines de pulsars pourrait suffire. « Notre nouvelle analyse montre que les sources devraient être si faibles qu’elles seraient presque indistinguables de l’émission attendue de la matière noire auto-annihilante, » a déclaré Nick Rodd, scientifique au Laboratoire national de Lawrence Berkeley.
Bien que cette recherche maintienne la matière noire comme une explication plausible, elle ne confirme pas que l’annihilation de cette matière soit la source de l’Excès du Centre Galactique. « L’origine de l’Excès du Centre Galactique est l’un des débats les plus anciens en astrophysique, » a déclaré List. « Notre travail ne prouve pas que la matière noire est responsable du signal, mais il suggère qu’il est encore trop tôt pour écarter cette possibilité. »
Les résultats de l’équipe ont été publiés dans la revue Physical Review Letters.
Source : Space.com
