Les astronomes utilisant le télescope spatial Fermi à rayons gamma de la NASA ont recherché des preuves de types suspects de particules de matière noire dans des galaxies naines faibles près de la Voie lactée - des galaxies relativement "ennuyeuses" qui ont peu d'activité mais sont connues pour contenir de grandes quantités de matière noire. Les resultats?
Ce ne sont pas les particules que nous recherchons.
On pense que 80% des matériaux de l'Univers physique sont constitués de matière noire - matière qui a une masse et une gravité mais qui n'émet pas d'énergie électromagnétique (et est donc invisible). Ses effets gravitationnels sont visibles, en particulier dans les nuages entourant les galaxies où il est soupçonné de résider en grande quantité. La matière noire peut affecter les mouvements des étoiles, des galaxies et même des amas entiers de galaxies… mais quand tout se résume à cela, les scientifiques ne savent toujours pas exactement quoi la matière noire est.
Les candidats possibles pour la matière noire sont des particules subatomiques appelées WIMP (Weakly Interacting Massive Particles). Les WIMP n'absorbent ni n'émettent de lumière et n'interagissent pas avec d'autres particules, mais chaque fois qu'ils interagissent avec L'une et l'autre ils anéantissent et émettent des rayons gamma.
Si la matière noire est composée de WIMP et que les galaxies naines en orbite autour de la Voie lactée contiennent de grandes quantités de matière noire, tous les rayons gamma que les WIMP pourraient émettre pourraient être détectés par le télescope spatial Fermi Gamma-Ray de la NASA.
Après tout, c'est ce que fait Fermi.
Dix de ces galaxies - appelées sphéroïdes nains - ont été observées par le télescope à grande surface de Fermi (LAT) sur une période de deux ans. L'équipe internationale n'a vu aucun rayon gamma dans la plage attendue de l'annihilation des WIMP a été découvert, réduisant ainsi les possibilités de ce que la matière noire est.
"En effet, l'analyse Fermi LAT comprime la boîte théorique où ces particules peuvent se cacher", a déclaré Jennifer Siegal-Gaskins, physicienne au California Institute of Technology à Pasadena et membre de la collaboration Fermi LAT.
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Ainsi, plutôt qu'une «expérience ratée», une telle non-détection signifie que, pour la première fois, les chercheurs peuvent être scientifiquement sûrs que les candidats WIMP dans une gamme spécifique de masses et de taux d'interaction ne peut pas être de la matière noire.
(Parfois, la science consiste à savoir ne pas chercher.)
Un article détaillant les résultats de l'équipe a été publié dans le numéro du 9 décembre 2011 des Physical Review Letters. En savoir plus sur la page de la mission Fermi ici.
