La traque de la matière noire vient de franchir une nouvelle étape. Des astrophysiciens ont repéré, dans les données du télescope spatial Fermi, un signal gamma inédit qui pourrait constituer l’une des preuves les plus convaincantes jamais observées de l’existence de cette matière invisible, qui composerait pourtant l’essentiel de la masse de l’Univers.
Une raie gamma difficile à expliquer autrement
En épluchant plus de quinze années de données collectées par le télescope Fermi, une équipe de chercheurs a mis en évidence une raie gamma étroite, centrée autour de 43 milliards d’électronvolts, en observant treize amas de galaxies massifs proches de la Voie lactée. Un pic d’énergie aussi net et localisé est un signal rare en astrophysique : la plupart des phénomènes cosmiques connus, comme les pulsars ou les résidus de supernovae, produisent des émissions gamma diffuses, étalées sur une large gamme d’énergies, et non une raie aussi précise.
C’est justement cette netteté qui intrigue la communauté scientifique. Une raie fine à une énergie fixe correspond exactement à ce que prédisent certains modèles théoriques de WIMPs (particules massives interagissant faiblement), des candidates de longue date pour expliquer la nature de la matière noire lorsqu’elles s’annihilent entre elles.
Un mystère vieux de plus de quinze ans
Ce signal ne sort pas de nulle part : il vient compléter un autre indice déjà ancien, l’excès de rayons gamma observé depuis 2009 au centre de notre galaxie, surnommé la « Galactic Center Excess ». Deux explications s’affrontent depuis des années pour ce halo mystérieux : une population dense de pulsars milliseconde, ces étoiles à neutrons en rotation très rapide, ou bien l’annihilation de particules de matière noire. La nouvelle raie détectée dans les amas de galaxies, elle, est plus difficile à attribuer à des pulsars, ce qui relance sérieusement l’hypothèse d’une origine liée à la matière noire.
- Raie gamma détectée autour de 43 milliards d’électronvolts
- Analyse de plus de 15 ans de données du télescope Fermi
- Observation croisée sur 13 amas de galaxies massifs
- Confirmation attendue des futurs observatoires gamma, comme le Cherenkov Telescope Array
Prudence de rigueur avant de crier victoire
Les chercheurs eux-mêmes appellent à la prudence : un signal, aussi net soit-il, ne constitue pas une preuve définitive. Il faudra une confirmation indépendante, notamment par de futurs instruments comme le Cherenkov Telescope Array, dont l’entrée en service est attendue prochainement, pour écarter toute autre explication astrophysique encore inconnue. Cette découverte s’inscrit dans une série récente d’avancées en astrophysique qui bousculent régulièrement les modèles établis, à l’image de la récente découverte inédite autour d’une étoile de trou noir ou de l’observation de l’étoile compagnon de Bételgeuse, qui ont chacune nécessité plusieurs années de vérifications avant d’être validées par la communauté scientifique.
Pourquoi cette quête compte autant
La matière noire représenterait environ 85 % de la masse totale de l’Univers, mais elle n’a jamais été observée directement : son existence est déduite de ses effets gravitationnels sur les galaxies et les amas. Percer son origine changerait profondément notre compréhension de la physique des particules, au même titre que d’autres avancées récentes touchant à l’exploration de l’astrophysique et aux limites technologiques des instruments d’observation, un domaine qui progresse aussi vite du côté du numérique et du calcul scientifique que de celui des télescopes eux-mêmes. Les progrès dans la modélisation des exoplanètes, à l’image de la première atmosphère détectée sur une exoplanète rocheuse, illustrent d’ailleurs à quel point l’instrumentation actuelle permet des découvertes qui semblaient hors de portée il y a encore dix ans.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que le signal détecté par le télescope Fermi ?
Il s’agit d’une raie gamma étroite, centrée autour de 43 milliards d’électronvolts, repérée en analysant plus de quinze ans de données sur treize amas de galaxies massifs.
Ce signal prouve-t-il l’existence de la matière noire ?
Non, pas encore. Il s’agit d’un indice sérieux et difficile à expliquer autrement, mais une confirmation indépendante par de futurs télescopes gamma reste nécessaire.
Pourquoi la matière noire est-elle si difficile à détecter ?
Elle n’interagit pas, ou très peu, avec la lumière et la matière ordinaire : son existence n’est déduite que par ses effets gravitationnels sur les galaxies, jamais observée directement.
Sources
The Debrief — Phys.org — Science Media Centre España
Cet article a été rédigé avec l’aide d’une intelligence artificielle. Politique éditoriale
