Les astronomes ont peut-être observé la première preuve tangible de la matière noire à travers une lueur inexpliquée de rayons gamma émanant des régions extérieures de la Voie lactée. Bien que préliminaires, les résultats – basés sur 15 années de données du télescope spatial Fermi Gamma-ray de la NASA – pourraient représenter une avancée décisive dans la compréhension de la substance la plus insaisissable de l’univers.
Le mystère de la matière noire
La matière noire constitue environ 85 % de toute la masse de l’univers, mais reste indétectable par les moyens conventionnels. Les physiciens pensent qu’il pourrait s’agir de particules massives à faible interaction (WIMP) qui, si elles existaient, entreraient rarement en collision avec la matière ordinaire. Cependant, ces particules devraient occasionnellement s’auto-annihiler, émettant des rayons gamma détectables à haute énergie.
Depuis plus d’une décennie, les scientifiques se demandent si l’excès de rayonnement gamma provenant du centre galactique pourrait être un tel signal. Tomonori Totani, de l’Université de Tokyo, suggère qu’une lueur similaire est présente dans le halo de la Voie lactée.
Comment le signal a été trouvé
Les recherches de Totani impliquaient la construction d’un modèle permettant de prédire les niveaux de rayons gamma attendus provenant de sources connues (étoiles, rayons cosmiques, bulles de rayonnement). La soustraction de ce rayonnement prévu des observations du télescope Fermi a révélé une lueur résiduelle d’environ 20 gigaélectrons volts. Ce niveau d’énergie correspond à ce que l’on pourrait attendre de l’auto-annihilation de WIMP.
« Même si les recherches ont commencé dans le but de détecter des signaux de matière noire, j’ai pensé que c’était comme jouer à la loterie… Mais quand j’ai pris le temps de vérifier minutieusement et que j’ai eu la certitude que c’était correct, j’ai eu la chair de poule. —Tomonori Totani
Questions et mises en garde restantes
Malgré l’enthousiasme, les experts appellent à la prudence. Francesca Calore du Centre national de la recherche scientifique souligne la difficulté de modéliser avec précision toutes les sources de rayons gamma galactiques. Les modèles utilisés par Totani nécessitent des tests plus rigoureux. Silvia Manconi de Sorbonne Université souligne l’absence de signaux similaires provenant d’autres sources attendues (comme les galaxies naines) comme une faille potentielle dans la théorie.
Anthony Brown, de l’Université de Durham, souligne qu’une analyse complète nécessite d’examiner d’autres types de rayonnements (ondes radio, neutrinos) parallèlement aux rayons gamma. Se fier à un seul ensemble de données est insuffisant, car la recherche sur la matière noire exige « autant de données de haute qualité que possible ».
Ce que cela signifie
La détection de cette potentielle lueur de matière noire représente une avancée significative, mais elle est loin d’être concluante. La confirmation nécessite une étude plus approfondie et une validation croisée avec d’autres ensembles de données. Si elle était vérifiée, cette découverte fournirait la preuve la plus solide à ce jour de l’existence des WIMP et révolutionnerait notre compréhension de la masse cachée de l’univers.
