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De nouvelles pistes pour détecter la matière noire grâce aux superordinateurs

La simulation de l'évolution d'une galaxie, réalisée par une équipe internationale d'astrophysiciens, apporte de nouveaux indices sur les endroits à observer pour détecter la matière noire. On estime que la matière noire représente 85% de la masse de l'univers. Elle trahit s...

La simulation de l'évolution d'une galaxie, réalisée par une équipe internationale d'astrophysiciens, apporte de nouveaux indices sur les endroits à observer pour détecter la matière noire. On estime que la matière noire représente 85% de la masse de l'univers. Elle trahit sa présence par ses effets gravitationnels, mais jusqu'ici, toute tentative d'observation au télescope a échoué. Le télescope Fermi, un nouveau système de la NASA, cartographie le ciel depuis plusieurs mois. Ses concepteurs espèrent qu'il pourra détecter la matière noire, et la nouvelle simulation pourrait augmenter la probabilité de cette détection. Le consortium Virgo, composé d'une équipe de scientifiques venant d'Allemagne, des Pays-Bas, du Royaume-Uni et du Canada, a utilisé quelques-uns des superordinateurs les plus puissants d'Europe pour réaliser la simulation. Elle montre que le «halo de matière noire» qui entoure la Voie Lactée, s'est dilaté suite à une série de collisions violentes entre des amas de matière noire, de plus petite taille, créés lors du Big Bang. On ignore encore la composition particulaire de la matière noire. Cependant, dans les conditions idéales, elles pourraient produire des rayons gamma, que le télescope Fermi pourrait détecter. Ces rayons gamma se produisent lors de collisions entre les particules, lorsque la densité de matière noire est élevée. Auparavant, les scientifiques supposaient que Fermi devait plutôt rechercher ces rayons du côté des satellites de la Voie Lactée, car leurs coeurs devraient être très denses. Mais les résultats des travaux de l'équipe Virgo contredisent cette hypothèse, et montrent qu'il sera plus facile de détecter ces rayons gamma dans la matière noire diffuse du halo de la Voie Lactée, loin de son centre. Le fait d'observer le centre pourrait permettre de détecter des rayons gamma provenant d'autres sources, notamment les nuages de gaz où se forment les étoiles, et à les prendre à tort pour les bouffées de rayonnements émis par la matière noire. «Ces calculs nous permettent enfin de 'voir' à quoi devrait ressembler la répartition de la matière noire près du Soleil, là où nous aurions une chance de la détecter», déclare le professeur Simon White, directeur de l'institut Max Planck, le centre de recherche qui participe au projet. Les simulations ont été réalisées au Leibniz-Rechenzentrum de Munich en Allemagne, à l'université de Durham au Royaume-Uni, et à l'université de Groningue aux Pays-Bas. «Résoudre l'énigme de la matière noire serait l'un des plus grands succès scientifiques de notre temps. Il est remarquable que même les avancées théoriques sur des problèmes scientifiques de cette envergure soient désormais le fruit de collaborations internationales comme la nôtre», déclare le professeur Carlos Frenk, directeur de l'Institut de cosmologie computationnelle de l'université de Durham. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature.

Pays

Canada, Allemagne, Pays-Bas, États-Unis

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