If hay algo que los físicos creían tener claro sobre la materia oscura es que, al no emitir ningún tipo de radiación electromagnética, sus partículas no podrían interactuar con las de la materia ordinaria, las que forman planetas, estrellas y galaxias, excepto a través de la gravité.
Mais une nouvelle étude menée par des scientifiques de l'École internationale supérieure d'études avancées (SISSA), en Italie, a trouvé, pour la première fois, la preuve d'une interaction directe entre les deux types de matière.
Dans un récent article publié dans 'Astronomy & Astrophysics', en effet, les chercheurs suggèrent qu'au centre des galaxies spirales se trouve une vaste région scientifique composée principalement de particules de matière noire dans
lesquelles ces particules interagissent avec celles de la matière ordinaire. Quelque chose qui est entré en conflit direct avec les théories dominantes.
Dans l'étude, dirigée par Gauri Sharma et Paolo Salucci de SISSA et Glen Van der Vev de l'Université de Vienne, les chercheurs ont examiné un grand nombre de galaxies, parmi celles les plus proches de la nôtre situées il y a plus de 7.000 milliards d'années. lumière lointaine.
Selon les auteurs, cette nouvelle recherche représente une avancée majeure dans notre compréhension de la matière noire, la substance insaisissable que les physiciens recherchent sans succès depuis des décennies. Parce qu'elle n'émet aucun rayonnement, la matière noire ne peut pas être détectée directement avec des télescopes. Mais les scientifiques savent qu'il est là en raison des effets gravitationnels qu'il a sur la matière ordinaire, que nous pouvons voir. Quatre fois plus abondante que la matière qui a formé les étoiles et les galaxies, la matière noire est considérée comme le "squelette" de l'Univers. Sans elle, les galaxies et les grandes structures que nous observons ne pourraient pas exister.
"Sa présence dominante dans toutes les galaxies - explique Gauri Sharma - provient du fait que les étoiles et le gaz hydrogène se déplacent comme s'ils étaient gouvernés par un élément invisible". Et jusqu'à présent, les tentatives d'observation de cet «élément» se sont concentrées sur les galaxies proches.
Comparez les galaxies anciennes
« Or, poursuit le chercheur, dans cette étude nous tentons, pour la première fois, d'observer et de déterminer la distribution de masse de galaxies spirales de même morphologie que les plus proches, mais beaucoup plus éloignées, jusqu'à une distance de 7.000 milliards. d'années lumière
Paolo Salucci, pour sa part, ajoute qu'"en étudiant le mouvement des étoiles dans environ 300 galaxies lointaines, nous avons découvert que ces objets ont aussi un halo de matière et que, partant du centre d'une galaxie, ce halo a en effet un halo sombre région dans laquelle sa densité est constante. Une caractéristique, soit dit en passant, qu'il avait déjà observée dans des études sobres de galaxies proches, dont certaines étaient également l'œuvre de SISSA.
De plus en plus gros
La nouvelle recherche a révélé que cette région centrale avait quelque chose de totalement inattendu et imprévu dans le soi-disant « modèle standard de cosmologie ». Pour Sharma, « du fait du contraste entre les propriétés des galaxies spirales proches et lointaines, c'est-à-dire entre les galaxies actuelles et leurs
Ancêtres d'il y a sept millénaires, nous avons pu constater que notre seule région inexplicable à densité constante de matière noire existe, mais aussi que ses dimensions augmentent avec le temps, comme si ces régions étaient soumises à un processus d'expansion continue et de dilution. Chose très difficile à expliquer si, comme le prédit la théorie actuelle, il n'y a pas d'interaction entre les particules de matière noire avec celles de matière ordinaire.
"Dans nos recherches - ajoute Sharma - nous offrons des preuves d'interaction entre la matière noire et la matière ordinaire qui, au fil du temps, construit lentement une région de densité constante du centre de la galaxie vers l'extérieur." Mais il y a plus.
"Étonnamment", explique Salucci, "cette région à densité constante s'étend avec le temps. C'est un processus très lent, mais inexorable. L'explication la plus simple est qu'au début, lorsque la galaxie se forme, la répartition de la matière noire dans le halo sphérique correspond à la prédiction de la théorie, avec un pic de densité au centre. Par la suite, un disque galactique qui caractérise les galaxies spirales s'est formé, entouré d'un halo de particules de matériau assombrissant extrêmement dense. Con el paso del tiempo, el efecto de la interacción que proponemos significa que estas partículas fueron capturadas por las estrellas, o bien expulsadas hacia los confines externos de la galaxia, proporcionalmente con el tiempo y finalmente alcanzaron las del disco estelar galáctico, como describimos en l'article".
"Les résultats de l'étude -conclut Sharma- soulèvent des questions importantes pour les scénarios alternatifs décrivant les particules de matière noire (en dehors de Lambda-CDM, la théorie dominante), telles que la matière noire chaude, la matière noire interactive et la matière noire ultralégère".
Selon les chercheurs, les propriétés des galaxies très éloignées dans l'espace et dans le temps "offrent aux cosmologistes une véritable porte d'entrée pour enfin entendre les mystères de la matière noire".
