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La matière noire pourrait se détruire à l’intérieur du ventre des exoplanètes

Les grandes exoplanètes gazeuses pourraient être remplies d’autodestruction matière noire. Et maintenant, une équipe de chercheurs a proposé d’utiliser le télescope spatial James Webb bientôt lancé pour scanner des mastodontes lointains de la galaxie à la recherche d’effets de chauffage potentiels qui pourraient résulter de la substance mystérieuse, qui l’emporte de près de 6 contre 1 sur la matière ordinaire. dans l’univers.

Les physiciens savent que la matière noire existe parce qu’elle tire gravitationnellement sur les étoiles et les galaxies. Mais, jusqu’à présent, le matériau invisible a déjoué toutes les tentatives pour mieux comprendre ses propriétés.

De nombreuses théories sur la matière noire suggèrent qu’elle est composée de particules individuelles et que ces particules peuvent parfois se heurter ainsi que des particules de matière régulières, a déclaré Juri Smirnov, physicien des astroparticules à l’Université d’État de l’Ohio, à 45Secondes.fr. Selon ces modèles, deux particules de matière noire pourraient également se briser et s’annihiler, générant de la chaleur, a-t-il ajouté.

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Si ces hypothèses sont vraies, les particules de matière noire devraient parfois s’écraser sur de grands objets tels que des exoplanètes, entraînant une perte d’énergie et une accumulation des particules à l’intérieur de ces mondes. Là, ils pourraient s’annihiler et produire un signal de chaleur mesurable visible de loin, a déclaré Smirnov.

Avec sa collègue Rebecca Leane, chercheuse postdoctorale au SLAC National Accelerator Laboratory à Menlo Park, en Californie, Smirnov a suggéré d’utiliser le télescope spatial Webb, qui balaiera le ciel dans la partie infrarouge du spectre électromagnétique, pour le rechercher. signature de chaleur caractéristique.

Les plus grandes exoplanètes accumuleraient plus de matière noire, de sorte que les meilleurs candidats pour de telles recherches seraient des géantes gazeuses plus grandes que Jupiter, ou des naines brunes – des mondes énormes qui sont presque devenus des étoiles mais qui n’ont pas réussi à rassembler suffisamment de gaz pour allumer le nucléaire. la fusion dans leurs cœurs, les chercheurs ont écrit dans un article publié le 22 avril dans la revue Lettres d’examen physique.

Déterminer que la chaleur provient de l’annihilation de la matière noire et non d’un autre processus serait délicat, alors Smirnov et Leane proposent de rechercher des exoplanètes qui ont été projetées loin de leur étoile parente et sont assez anciennes, ce qui signifie qu’elles auront refroidi à des températures très basses. . Si un tel objet brillait anormalement dans l’infrarouge, cela pourrait indiquer la présence de matière noire.

Mais une méthode encore plus fiable serait de rechercher un grand nombre d’exoplanètes dans toute la Voie lactée et de dresser une carte de leurs températures, a déclaré Smirnov. La matière noire devrait s’accumuler dans le centre galactique, donc cette carte devrait montrer que les températures des exoplanètes augmentent légèrement à mesure que vous regardez de plus près le noyau de la Voie lactée.

Aucune activité astrophysique connue ne pouvait expliquer une telle signature. « Si nous voyons cela, ce doit être de la matière noire », a déclaré Smirnov.

La capture d’un tel signal pourrait aider les physiciens à déterminer la masse des particules de matière noire et la vitesse à laquelle elles interagissent avec la matière régulière. Depuis Webb, ce qui est attendu à lancer en octobre, examinera déjà les exoplanètes dans toute la galaxie, Smirnov pense que la carte de la signature thermique potentielle de la matière noire pourrait être réalisée d’ici quatre à cinq ans.

« C’est une bonne idée », a déclaré à 45Secondes.fr Bruce Macintosh, un astronome qui étudie les exoplanètes à l’Université de Stanford en Californie et qui n’a pas participé au travail. Les chercheurs ont construit d’énormes détecteurs souterrains sur Terre pour essayer de capturer des particules de matière noire, mais « il y a une limite à la taille d’un détecteur que vous pouvez construire en tant qu’être humain », a-t-il ajouté.

« Nous devons profiter des grandes choses que la nature offre », a déclaré Macintosh.

Son seul problème avec l’étude était que Webb – qui effectuera des études ciblées et approfondies sur relativement peu d’objets – pourrait ne pas être le meilleur télescope pour le travail. le Télescope spatial romain Nancy Grace, qui devrait être lancé au milieu des années 2020, cartographiera tout le ciel avec des détails exquis et pourrait être mieux adapté à cette tâche, a-t-il ajouté.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr.

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