La matière noire reste largement mystérieuse, mais les astrophysiciens continuent d'essayer de percer ce mystère. L'an dernier, la découverte des ondes de gravité par l'Observatoire des ondes gravitationnelles de l'interféromètre laser (LIGO) a peut-être ouvert une nouvelle fenêtre sur le mystère de la matière noire. Entrez ce que l'on appelle les «trous noirs primordiaux».
Les théoriciens ont prédit l'existence de particules appelées particules massives à interaction faible (WIMPS). Ces WIMP pourraient être de quoi la matière noire est faite. Mais le problème est qu'il n'y a aucune preuve expérimentale pour le confirmer. Le mystère de la matière noire est toujours un dossier ouvert.
Lorsque LIGO a détecté des ondes gravitationnelles l'année dernière, il a renouvelé son intérêt pour une autre théorie tentant d'expliquer la matière noire. Cette théorie dit que la matière noire pourrait en fait être sous la forme de trous noirs primordiaux (PBH), pas les WIMPS susmentionnés.
Les trous noirs primordiaux sont différents des trous noirs auxquels vous pensez probablement. Ceux-ci sont appelés trous noirs stellaires, et ils se forment lorsqu'une étoile assez grande s'effondre sur elle-même à la fin de sa vie. La taille de ces trous noirs stellaires est limitée par la taille et l'évolution des étoiles à partir desquelles ils se forment.
Contrairement aux trous noirs stellaires, les trous noirs primordiaux sont originaires de fluctuations de haute densité de matière pendant les premiers moments de l'Univers. Ils peuvent être beaucoup plus grands ou plus petits que les trous noirs stellaires. Les PBH peuvent être aussi petits que des astéroïdes ou jusqu'à 30 masses solaires, voire plus. Ils pourraient également être plus abondants, car ils n'ont pas besoin d'une grande étoile de masse pour se former.
Lorsque deux de ces PBH supérieurs à environ 30 masses solaires fusionnent, ils créent les ondes gravitationnelles détectées par LIGO. La théorie dit que ces trous noirs primordiaux se trouveraient dans les halos des galaxies.
S'il y a suffisamment de ces PBH de taille intermédiaire dans les halos galactiques, ils auraient un effet sur la lumière des quasars distants lorsqu'elle traverse le halo. Cet effet est appelé «micro-lentille». La micro-lentille concentrerait la lumière et rendrait les quasars plus lumineux.
L'effet de cette micro-lentille serait d'autant plus fort que plus un PBH a de masse, ou plus les PBH sont abondants dans le halo galactique. Nous ne pouvons pas voir les trous noirs eux-mêmes, bien sûr, mais nous pouvons voir la luminosité accrue des quasars.
En s'appuyant sur cette hypothèse, une équipe d'astronomes de l'Instituto de Astrofísica de Canarias a examiné l'effet de microlentille sur les quasars pour estimer le nombre de trous noirs primordiaux de masse intermédiaire dans les galaxies.
"Les trous noirs dont la fusion a été détectée par LIGO ont probablement été formés par l'effondrement des étoiles, et n'étaient pas des trous noirs primordiaux." -Evencio Mediavilla
L'étude a examiné 24 quasars à lentille gravitationnelle et les résultats montrent que ce sont des étoiles normales comme notre Soleil qui provoquent l'effet de micro-lentille sur des quasars éloignés. Cela exclut l'existence d'une grande population de PBH dans le halo galactique. "Cette étude implique" dit Evencio Mediavilla, "qu'il n'est pas du tout probable que les trous noirs avec des masses comprises entre 10 et 100 fois la masse du Soleil constituent une fraction importante de la matière noire". Pour cette raison, les trous noirs dont la fusion a été détectée par LIGO ont probablement été formés par l'effondrement des étoiles et n'étaient pas des trous noirs primordiaux ».
Selon votre point de vue, cela répond soit à certaines de nos questions sur la matière noire, soit ne fait qu'approfondir le mystère.
Nous devrons peut-être attendre longtemps avant de savoir exactement ce qu'est la matière noire. Mais les nouveaux télescopes en cours de construction dans le monde, comme le télescope européen extrêmement grand, le télescope géant de Magellan et le grand télescope synoptique, promettent d'approfondir notre compréhension du comportement de la matière noire et de la manière dont elle façonne l'univers.
Ce n'est qu'une question de temps avant que le mystère de la matière noire ne soit résolu.
