La vue de Fermi du ciel gamma. (Collaboration NASA/DOE/Fermi LAT) Les astronomes ont découvert qu'un étrange excès de rayons gamma provenant du cœur de la Voie lactée n'est pas le produit de matière noire après tout. Ils soutiennent que cela vient en fait d'une profusion d'étoiles très anciennes que nous n'avons pas encore identifiées.
La matière noire ne peut pas être détectée et sa présence hypothétique ne peut être déduite que par son effet sur l'espace qui l'entoure. Par exemple, s'il y a plus de masse dans une région de l'espace qu'il ne devrait y en avoir, cela est généralement attribué à la matière noire. Cela ne veut pas dire qu'il existe, mais c'est une explication utile jusqu'à ce qu'une meilleure arrive.
Une autre chose qui a été attribuée à la matière noire est ce que les astronomes appellent l'excès de rayons gamma. C'est exactement ce que cela ressemble. Les rayons gamma sont les ondes électromagnétiques les plus énergétiques de l'Univers, produites par les objets les plus intenses - tels que pulsars , étoiles à neutrons,collision d'étoiles à neutrons, trous noirs , et supernovae.
Lorsque le télescope Fermi de la NASA a pris un image gamma de la Voie lactée plus de cinq ans , après que toutes les sources de rayons gamma connues aient été soustraites, nous nous sommes retrouvés avec une lueur de rayons gamma au cœur de la Voie lactée qui ne pouvait pas être expliquée.
'On pense que la matière noire est composée de particules massives à faible interaction (WIMP), qui devraient se rassembler au centre de notre galaxie', dit l'un des co-auteurs de la nouvelle étude, l'astronome Roland Crocker de l'Université nationale australienne. On pense que les WIMP contiennent de la matière noire.
'La théorie est que, très occasionnellement, ces particules s'entrechoquent et émettent une lumière un milliard de fois plus énergétique que la lumière visible.'
Dans leur article, les chercheurs d'Australie, de Nouvelle-Zélande, des États-Unis et d'Allemagne affirment que la source de l'excès de rayons gamma est un type d'étoile appelée une milliseconde presser .
Pulsars sont des étoiles à la toute fin de leur cycle de vie, un type de étoile à neutrons ou naine blanche. Ils sont ainsi nommés parce qu'ils tournent très rapidement, émettant des faisceaux d'ondes radio, des particules et des rayonnements, tels que les rayons X et les rayons gamma. Pendant qu'ils tournent, ces faisceaux clignotent, un peu comme un phare cosmique extrêmement rapide.
'A la distance du centre de notre galaxie, l'émission de plusieurs milliers de ces étoiles denses tourbillonnantes pourrait se mélanger pour imiter le signal distribué en douceur que nous attendons de la matière noire', Crocker a expliqué .
'Les pulsars millisecondes proches de la Terre sont connus pour être des émetteurs de rayons gamma.'
L'équipe a utilisé la modélisation hydrodynamique pour cartographier le gaz associé à l'émission diffuse de rayons gamma et a découvert que la distribution n'était pas sphérique.
Bien que l'article de l'équipe soit basé sur la modélisation, et non sur l'observation de ces pulsars, ils soutiennent que statistiquement, les rayons gamma en excès sont mieux décrits par une abondance d'étoiles dans le renflement galactique que la matière noire.
Cette conclusion s'applique également parce que les étoiles dans le renflement galactique semblent former un en forme de X , alors que des recherches antérieures suggèrent que le halo de matière noire est sphérique .
Il existe d'autres indicateurs qu'ils pourraient être sur la bonne voie. Le mois dernier seulement, des chercheurs de l'Institut Max Planck de physique gravitationnelle ont détecté la premier pulsar milliseconde connu qui n'émet pas d'ondes radio . Il émet cependant des rayons gamma - ce qui implique l'existence de pulsars gamma jusqu'alors inconnus, en particulier au centre galactique.
L'équipe n'est d'ailleurs pas la première à proposer cette idée. L'année dernière, des chercheurs de l'Université de Stanford ont proposé que les pulsars millisecondes pourraient être la source de l'excès de rayons gamma, en partie parce que la signature des rayons gamma, lorsqu'ils l'ont examinée, semblait différente de celle attendue.
'Deux études récentes menées par des équipes aux États-Unis et aux Pays-Bas ont montré que l'excès de rayons gamma au centre galactique est moucheté, et non lisse comme on pourrait s'y attendre pour un signal de matière noire', dit Éric Charles de l'Institut Kavli de Stanford pour l'astrophysique des particules et la cosmologie à l'époque.
'Ces résultats suggèrent que les taches peuvent être dues à des sources ponctuelles que nous ne pouvons pas voir en tant que sources individuelles avec le télescope à grande surface car la densité des sources de rayons gamma est très élevée et la lueur diffuse est la plus brillante au centre galactique.'
Ainsi, les arguments en faveur des pulsars à l'origine de l'excès de rayons gamma se multiplient. Mais ne vous inquiétez pas, fans de matière noire, l'univers regorge de phénomènes inexpliqués pour lesquels la matière noire reste la meilleure explication. Et la matière noire n'a pas encore été exclue pour l'excès de rayons gamma.
'Des travaux d'observation et théoriques en cours sont en cours pour vérifier ou réfuter l'hypothèse selon laquelle le signal de rayons gamma provient de pulsars millisecondes', Crocker a dit .
L'étude a été publiée dans Astronomie naturelle .