Des astronomes détectent des traces de matière noire autour de trous noirs supermassifs

Des astronomes ont identifié, en juin 2026, des indices suggérant la présence de concentrations de matière noire autour de trous noirs supermassifs. Une étude publiée dans la revue Physical Review D, menée par Mayank Sharma de Virginia Tech, utilise la cartographie de réverbération pour détecter ces amas invisibles dans cinq des 14 galaxies analysées.

Comment la cartographie de réverbération détecte la matière noire

L’équipe de recherche a employé une technique appelée « reverberation mapping » pour sonder l’environnement des trous noirs supermassifs, dont Sagittarius A*, situé au centre de la Voie lactée. Cette méthode repose sur l’observation des impulsions d’énergie générées par la matière tombant dans le trou noir via son disque d’accrétion. Ces impulsions lumineuses se propagent vers l’extérieur et atteignent les gaz situés à la périphérie du trou noir. Ces gaz absorbent la lumière puis émettent un « flash » en retour, créant ainsi un écho lumineux. En calculant le délai temporel entre l’impulsion initiale et l’écho, et en connaissant la vitesse de la lumière, les scientifiques peuvent déterminer la distance précise séparant le trou noir des gaz environnants. Si cette technique était traditionnellement utilisée pour estimer la masse des trous noirs, elle a été ici détournée pour traquer la matière noire, substance invisible qui n’interagit pas avec la lumière mais exerce une influence gravitationnelle.

Des anomalies de masse dans cinq galaxies

L’étude a porté sur un échantillon de 14 galaxies. Les résultats indiquent que dans cinq de ces cas, la masse entourant le trou noir central augmente avec la distance d’une manière que la matière visible ne peut expliquer.

Ces galaxies montrent définitivement un indice de matériau supplémentaire qui ne peut être justifié uniquement par le trou noir supermassif. Mayank Sharma, Virginia Tech

Cette augmentation rapide de la masse suggère l’existence de nuages ou d’amas denses de matière noire concentrés à proximité des objets les plus massifs de l’univers. Pour les chercheurs, l’écart entre la masse observée via la gravité et la masse visible constitue la signature de ces concentrations de matière noire.

L’impact sur la compréhension de la matière noire

Bien que les résultats soient qualifiés de préliminaires et ne constituent pas encore une preuve définitive, ils apportent un soutien concret à des théories sur la distribution de la matière noire dans les centres galactiques. La matière noire représente environ 80 % de la matière totale de l’univers, mais sa nature exacte demeure l’un des plus grands mystères de la science moderne. La confirmation de l’existence de ces « amas » autour des trous noirs supermassifs permettrait de mieux comprendre comment cette substance se comporte dans des zones où la gravité déforme intensément l’espace-temps. Cette découverte ouvre une voie pour affiner les modèles de formation des galaxies et l’interaction entre la matière sombre et les singularités gravitationnelles.

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