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Des planètes extraterrestres éloignées pourraient être transformées en détecteurs de matière noire

Des Planètes Extraterrestres éloignées Pourraient être Transformées En Détecteurs De

De la matière noire pourrait être détectée sur des mondes extraterrestres en orbite autour de soleils lointains, suggère une nouvelle étude.

Cette forme insaisissable de matière est l’un des aspects les plus frustrants et mystérieux de l’astronomie moderne. Pensé pour représenter 80% de toute la matière de l’univers, il est complètement invisible, détectable uniquement grâce à sa légère attraction gravitationnelle sur son environnement.

Mais dans certaines situations, il peut s’installer au cœur d’un objet massif, libérant de l’énergie sous forme de chaleur. Aujourd’hui, deux astronomes préconisent un nouveau programme de recherche audacieux: transformer notre recherche croissante de vie au-delà de la Terre en une chasse à la matière noire.

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L’obscurité frustrante

Nous savons très peu de choses sur la matière noire, à part qu’elle existe. Dans les années 1970, l’astronome Vera Rubin a remarqué quelque chose de drôle dans la façon dont les galaxies tournaient. Rubin a découvert que les étoiles tournaient autour de leurs galaxies beaucoup trop rapidement, étant donné la quantité de matière visible qu’il y avait si vous additionnez l’attraction gravitationnelle de tout ce que nous pouvons voir dans une galaxie, alors aux vitesses de rotation observées, les galaxies sur lesquelles elle a entraîné son télescope devraient se sont déchirés des milliards avant son observation.

Au cours des décennies qui ont suivi la révélation de Rubin, d’autres mystères se sont accumulés. Le gaz à l’intérieur des amas de galaxies est trop chaud. Les galaxies se déplacent trop rapidement. L’univers a trop de structures à grande échelle, étant donné l’âge de l’univers. Le rayonnement résiduel de l’univers primitif est trop cahoteux pour être expliqué par la matière normale seule. La lumière des galaxies de fond éloignées se courbe trop fortement lors du passage à proximité d’amas massifs de galaxies.

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La liste est longue, mais une réponse est montée au sommet: pour expliquer toutes ces observations, l’univers doit avoir un ingrédient caché. C’est une forme de matière (car elle peut évidemment s’agglutiner et avoir de la gravité), mais elle n’interagit pas de manière significative avec la lumière ou la matière normale. C’est de la matière noire.

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Sur la base de simulations informatiques d’amas géants de galaxies, quelle que soit la matière noire, nous nous attendons à ce qu’elle soit plus fortement agglomérée vers les centres des galaxies et qu’elle s’amincisse généralement plus vous vous éloignez de ces centres. Et ce sont ces différences de densité de matière noire dans une galaxie qui peuvent aider les astronomes à identifier cette substance mystérieuse.

Si seulement nous avions de grands détecteurs de matière noire dispersés à travers la galaxie.

Détecteurs de taille planétaire

Selon une paire de chercheurs dans un article publié en octobre dans le journal de pré-impression arXiv, les détecteurs de matière noire sont en effet dispersés à travers la galaxie de la Voie lactée. Et nous en trouvons déjà des milliers en orbite autour de soleils lointains chaque année. Ce sont des exoplanètes, ou des mondes extraterrestres au-delà de notre système solaire, que nous repérons avec le télescope spatial Kepler et le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS).

En effet, les milliers d’exoplanètes confirmées connues jusqu’à présent ne représentent qu’un infime pourcentage de tous les mondes possibles. Pour la Voie lactée seule, les estimations du nombre réel d’exoplanètes vont de l’extrême (300 milliards) au ridicule (1 billion).

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Signes de lumière

Voici ce que cela a à voir avec la matière noire. La matière noire – pour autant que nous puissions le dire – n’interagit presque jamais avec la matière normale, ni même avec elle-même. Quand il interagit, il le fait par une interaction impliquant la force nucléaire faible, qui est incroyablement faible. Presque chaque fois qu’il y a une rencontre, une particule de matière noire et une particule de matière normale glissent simplement l’une sur l’autre sans commentaire… ou même un rapide coup d’œil.

Mais rarement, occasionnellement, la matière noire et la matière ordinaire interagissent, permettant à la particule de matière noire de transmettre une partie de son énergie à la particule de matière normale, ralentissant la particule de matière noire dans le processus. Ces interactions sont particulièrement courantes lorsque deux choses se produisent: il y a une grande et dense concentration de matière normale qui agit comme un piège gravitationnel pour la matière noire, et il y a beaucoup de matière noire qui flotte juste autour.

Ces deux critères pourraient être remplis pour les exoplanètes proches du centre de la Voie lactée. La densité de matière noire dans ces quartiers est beaucoup plus élevée qu’elle ne l’est autour du système solaire, et les grandes planètes (par exemple, de la taille de Jupiter et plus) pourraient collecter des particules de matière noire dans leur noyau. Ils feraient cela grâce à leur gravité: dans les environnements à haute densité, la matière normale peut attirer la matière noire vers eux, la tirant vers leur centre.

Ces interactions ne ralentiraient pas seulement la matière noire, elles réchaufferaient également la planète. Et parfois, les particules de matière noire peuvent parfois interagir avec elles-mêmes, s’annihilant les unes les autres dans un bref éclair d’énergie. Cette énergie serait trop faible pour être vue directement, mais au cours de milliards d’années, les éclairs soutenus d’innombrables interactions pourraient apporter une source supplémentaire de chaleur à la planète.

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Le résultat final, selon la recherche: les planètes plus proches du centre de la galaxie pourraient subir une quantité importante de chaleur causée par la matière noire, provoquant une augmentation de leur température de milliers de degrés.

Afin de tester cela, nous devons prendre les températures de nombreuses exoplanètes. Heureusement, c’est exactement ce que des missions comme le télescope spatial James Webb (JWST), qui devrait atteindre l’espace en octobre 2021, sont explicitement conçues pour faire.

Les chercheurs ont noté que le JWST a juste assez de sensibilité (à la fois en enregistrant les températures des exoplanètes et en recherchant suffisamment près de leur centre galactique) que si cet effet de la matière noire est réel, nous devrions être en mesure de voir un réchauffement distinct et notable de planètes plus elles sont proches du centre galactique. Si les enquêtes aboutissent, ce serait la première détection non gravitationnelle de matière noire jamais vue.

Et en cherchant à travers toutes ces exoplanètes, nous pourrions simplement découvrir la vie dans un autre monde, ce qui serait un bonus appréciable.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

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