Après près de 100 ans, les scientifiques pourraient avoir détecté de la matière noire

Publié le 26 novembre 2025. Des chercheurs japonais pensent avoir détecté, grâce au télescope spatial Fermi à rayons gamma, des signaux qui pourraient constituer la première preuve directe de l’existence de la matière noire, une composante mystérieuse de l’univers qui échappe à l’observation directe.

• L’étude, menée par le professeur Tomonori Totani de l’université de Tokyo, identifie un excès de rayons gamma d’une énergie de 20 gigaélectronvolts (20 milliards d’électronvolts) provenant du centre de la Voie lactée.
• Ce signal correspond aux prédictions théoriques concernant l’annihilation de particules de matière noire, plus précisément des WIMP (particules massives à faible interaction).
• Si confirmée, cette découverte marquerait une avancée majeure dans notre compréhension de l’univers et de la physique des particules.

Depuis les années 1930, les astronomes soupçonnent l’existence d’une matière invisible, baptisée matière noire, pour expliquer les mouvements anormaux des galaxies. L’astronome suisse Fritz Zwicky fut l’un des premiers à remarquer que les galaxies tournaient trop vite pour être maintenues ensemble uniquement par la gravité de la matière visible. Cette matière noire, qui représente environ 85 % de la masse de l’univers, ne peut être observée directement car elle n’interagit pas avec la lumière.

Les scientifiques émettent l’hypothèse que la matière noire est constituée de WIMP, des particules plus lourdes que les protons mais interagissant très faiblement avec la matière ordinaire. Lors de collisions entre ces WIMP, elles devraient s’annihiler en libérant d’autres particules, notamment des photons gamma. C’est la recherche de ces rayons gamma spécifiques qui a motivé les observations du télescope spatial Fermi.

Le professeur Totani et son équipe ont analysé les données les plus récentes de Fermi, en se concentrant sur le centre de la Voie lactée, une région où la matière noire est censée être particulièrement concentrée. Ils ont détecté un excès de rayons gamma d’une énergie de 20 gigaélectronvolts (20 milliards d’électronvolts) s’étendant sous la forme d’un halo autour du centre galactique.

« Nous avons détecté des rayons gamma avec une énergie photonique de 20 gigaélectronvolts s’étendant dans une structure semblable à un halo vers le centre de la Voie lactée. La composante d’émission des rayons gamma correspond étroitement à la forme attendue du halo de matière noire »,

Tomonori Totani, professeur à l’université de Tokyo

L’intensité et le spectre d’énergie de ces rayons gamma correspondent aux prédictions théoriques pour l’annihilation de WIMP d’une masse environ 500 fois supérieure à celle d’un proton. De plus, ces signaux ne s’expliquent pas facilement par d’autres phénomènes astrophysiques connus, renforçant l’hypothèse d’une origine liée à la matière noire.

Bien que le professeur Totani se montre confiant, il souligne la nécessité de confirmations indépendantes. D’autres chercheurs devront analyser les données de Fermi pour vérifier ces résultats. Des preuves supplémentaires, telles que la détection de rayons gamma similaires provenant de galaxies naines situées dans le halo de la Voie lactée, seraient nécessaires pour consolider cette découverte.

« Si cela est exact, à ma connaissance, cela marquerait la première fois que l’humanité « voit » la matière noire. Et il s’avère que la matière noire est une nouvelle particule non incluse dans le modèle standard actuel de la physique des particules. Cela signifie un développement majeur en astronomie et en physique »,

Tomonori Totani, professeur à l’université de Tokyo

L’étude de Totani est publiée dans le Journal de cosmologie et de physique des astroparticules.

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Financement : Ce travail a été soutenu par la subvention JSPS/MEXT KAKENHI numéro 18K03692.

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