La longue, très longue vie de la matière noire

Tout ce que l'Homme peut observer dans le ciel, à l'œilœil nu ou au moyen d'instruments de plus en plus sophistiqués et puissants, telles planètes, étoiles, galaxies, ne constituent qu'une toute petite partie de l'Univers. Depuis les années 1970, les astronomesastronomes savent que plus de 85 % de sa masse totale reste complètement invisible, n'émettant ni ne réfléchissant aucune lumière ni autre radiation. Cette matièrematière omniprésente et mystérieuse, qui ne peut être mise en évidence que par la force d'attraction qu'elle exerce sur les autres objets, est nommée pour cette raison la "matière noirematière noire".

L'analyse des galaxies, ainsi que de leur comportement dans les amas galactiques, a permis d'arriver à cette quantificationquantification qui défie l'imagination, puisqu'elle signifie que nous ne savons pas grand-chose sur ce qui nous entoure... Même si les tentatives d'explication ne manquent pas, aucune n'a jusqu'à présent fait l'unanimité des chercheurs.

De nouveaux indices

L'astrophysicienastrophysicien Signe Riemer-Sørensen, du Niels Bohr Institute, vient d'apporter un nouvel indice qui pourrait s'avérer déterminant dans la compréhension de cette énigme. Pour cela, il a analysé les observations d'une collision d'amas de galaxies, nommée Bullet ClusterBullet Cluster, en rayonnement X.

Lorsque deux amas de galaxiesamas de galaxies se heurtent, l'écart entre les objets qui les composent est tel qu'il y a interpénétration sans réelle collision. Cependant, environ 12 % de leur masse est représentée par des gazgaz interstellaires et ceux-ci se heurtent violemment, en s'échauffant et émettant du rayonnement X. La matière noire n'émet pas de type de rayonnement, du moins pas lors de cet événement.

Cependant, parmi les candidats au poste de constituant principal de la matière noire, figurent en bonne place les axions, qui auraient la particularité d'émettre en X lors de leur lente dégradation. Détecter cette émissionémission reviendrait donc à mettre directement en évidence la présence de matière noire.

Pour cela, les chercheurs ont entrepris de scruter les endroits vides de gaz, celui-ci ayant déjà été éjecté lors de la collision, et donc susceptibles de ne plus contenir que de la matière noire, dont la présence en abondance est confirmée par la mesure des forces d'attraction se jouant entre les galaxies.

Signe Riemer-Sørensen a soigneusement exploré cette possibilité, mais aucune émission en rayonnement X n'a été détectée. En se basant sur l'hypothèse de matière noire constituée d'axionsaxions, il est possible d'en déterminer une limite supérieure de la vitessevitesse de dégradation et il apparaît alors que celle-ci doit avoir une espérance de vieespérance de vie de plus de 3 milliards d'années, ce qui implique que seule une très faible proportion s'est dégradée depuis la formation de l'Univers, voici 13,7 milliards d'années. La conclusion est que les particules composant cette mystérieuse substance ont une longue, très longue duréedurée de vie.