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Une lumière mystérieuse apparaît au centre spatial, les scientifiques sont confus

by Thomas Caron October 20, 2025

written by Thomas Caron

Publié le 2 juin 2025 à 14h21. Une lumière gamma énigmatique émanant du centre de la Voie lactée continue de défier les astronomes, les amenant à réévaluer nos connaissances sur la matière noire et les pulsars.

Une nouvelle étude suggère que les deux principales théories expliquant cette lumière – la matière noire et les pulsars – pourraient toutes deux être valables.
Si la lumière est bien due à la matière noire, cela constituerait la première preuve directe de son existence, une substance mystérieuse qui représente plus de 26 % de l’univers.
Un futur télescope à rayons gamma, le Cherenkov Telescope Array Observatory, pourrait apporter des réponses plus précises à cette énigme.

Depuis des décennies, les astronomes s’interrogent sur l’origine d’une source de rayons gamma singulière détectée au cœur de notre galaxie. Les hypothèses les plus courantes pointaient vers deux phénomènes : la collision de particules de matière noire ou l’activité d’un pulsar, une étoile à neutrons en rotation rapide. Une récente publication dans la revue Physical Review Letters vient cependant compliquer le tableau.

Selon cette étude, il n’est pas exclu que les deux explications soient simultanément justes. Une telle découverte aurait des implications considérables. Si la lumière gamma est effectivement le résultat de collisions de matière noire, cela confirmerait l’existence de cette substance insaisissable, dont on sait qu’elle constitue une part prépondérante de l’univers – plus de 26 % selon les estimations actuelles.

« La matière noire domine l’univers et maintient les galaxies ensemble. C’est un domaine de recherche crucial et nous explorons constamment de nouvelles pistes pour la détecter »,

Joseph Silk, professeur d’astronomie à Johns Hopkins et co-auteur de l’étude

Les chercheurs, dont Joseph Silk, ont élaboré une cartographie de la distribution de la matière noire dans notre galaxie. Ils postulent que, par le passé, de petits systèmes de matière noire, semblables à des galaxies naines, se sont agrégés au centre de la Voie lactée, augmentant ainsi la probabilité de collisions entre amas de matière noire. En simulant ces collisions, ils ont constaté que leur carte de matière noire correspondait aux zones où les rayons gamma sont les plus intenses, telles que cartographiées par le télescope spatial Fermi Gamma-Ray de la NASA.

Toutefois, cette correspondance ne constitue pas une preuve définitive. L’activité des pulsars reste une explication plausible. Pour trancher, les scientifiques misent désormais sur le Cherenkov Telescope Array Observatory (CTA), un projet international ambitieux qui verra la construction de 60 télescopes répartis sur deux sites : l’île de La Palma, en Espagne, et le désert d’Atacama, au Chili. Le site web du CTA fournit des informations détaillées sur ce projet.

Grâce à une résolution accrue, le CTA devrait permettre d’identifier avec plus de précision la source de la lumière gamma et de déterminer si elle correspond aux prédictions théoriques concernant la matière noire.

« Un signal clair constituerait, à mon avis, une preuve solide »,

Joseph Silk, professeur d’astronomie à Johns Hopkins

En attendant, l’équipe de Silk poursuit ses recherches en étudiant la matière noire dans d’autres galaxies proches, afin de vérifier si sa distribution correspond aux cartes de rayons gamma existantes. L’incertitude demeure, mais les scientifiques restent optimistes quant à la possibilité de percer ce mystère cosmique.

« Il est possible que nous obtenions de nouvelles données et confirmions une théorie plutôt qu’une autre. Ou peut-être que nous ne trouverons rien, auquel cas ce serait un mystère encore plus grand à résoudre »,

Joseph Silk, professeur d’astronomie à Johns Hopkins

October 20, 2025 0 comments

Technologie et science

Un objet « sombre » découvert caché derrière l’anneau d’Einstein

by Thomas Caron October 17, 2025

written by Thomas Caron

Publié le 17 octobre 2025 à 02h23. Des astronomes ont détecté des traces d’une forme de matière noire insaisissable en analysant la lumière déformée des « anneaux d’Einstein », ouvrant une nouvelle voie pour comprendre l’un des plus grands mystères de l’univers.

Une équipe internationale a identifié une « subtile oscillation » dans la lumière d’un anneau d’Einstein situé à 10 milliards d’années-lumière de la Terre.
L’analyse suggère la présence d’un amas de matière noire d’environ un million de fois la masse du Soleil.
Cette découverte pourrait aider à tester la théorie de la matière noire froide et à cartographier sa distribution dans l’univers.

La matière noire, qui représente environ 27 % de l’univers, ne peut être observée directement car elle n’émet ni ne réfléchit la lumière. Sa présence est déduite de ses effets gravitationnels sur la matière visible. L’équipe de chercheurs a utilisé une combinaison de données provenant de radiotélescopes terrestres pour détecter cette perturbation subtile.

Le phénomène à l’œuvre est celui de la lentille gravitationnelle, prédit par Albert Einstein en 1915 dans sa théorie de la relativité générale. Lorsque deux galaxies sont parfaitement alignées depuis notre point de vue, la lumière de la galaxie la plus éloignée est courbée par la gravité de la galaxie située entre nous et elle, créant un anneau de lumière parfait, appelé « anneau d’Einstein ». Des alignements imparfaits produisent des formes déformées, parfois ressemblant à des arcs, des croix ou même des points d’interrogation cosmiques.

L’objet étudié, B1938+666, avait été découvert dans les années 1990, mais l’analyse récente de données haute résolution a révélé cette anomalie inattendue.

« Dès la première image haute résolution, nous avons immédiatement vu un petit rétrécissement dans l’arc de lumière. C’était un signe clair qu’il y avait quelque chose »,

John McKean, astronome de l’Université de Groningen (Pays-Bas) et de l’Université de Pretoria (Afrique du Sud)

L’amas de matière noire détecté est environ 100 fois moins massif que l’objet le plus léger précédemment détecté par lentille gravitationnelle. Pour mener à bien cette recherche, les scientifiques ont combiné les données du Green Bank Telescope (Virginie-Occidentale), du Very Long Baseline Array (Nouveau-Mexique) et du réseau européen d’interférométrie à très longue base, créant un télescope virtuel de la taille de la Terre.

Simona Vegetti, de l’Institut Max Planck d’astrophysique, souligne la complexité de l’analyse : « Nous avons dû développer de nouvelles méthodes numériques pour modéliser les données. Cela n’a jamais été fait auparavant. »

Cette découverte renforce la théorie de la matière noire froide, qui postule que la matière noire se déplace lentement et tend à s’agglomérer en petites structures. Les chercheurs estiment que chaque galaxie, y compris la Voie lactée, pourrait être entourée de tels amas. Le défi, selon Vegetti, est de trouver d’autres preuves pour convaincre la communauté scientifique de leur existence.

À ce jour, seuls trois petits amas de matière noire ont été identifiés. Cependant, l’augmentation du nombre d’anneaux d’Einstein détectés grâce au télescope spatial James Webb (JWST) offre de nouvelles perspectives pour de futures découvertes.

« Après en avoir trouvé un, la question est maintenant : pouvons-nous en trouver davantage ? »

Devon Powell, boursier de Vegetti à l’Institut Max Planck

Si d’autres amas sont découverts, cela pourrait permettre de percer le mystère de la matière noire et de comprendre comment elle a façonné l’univers tel que nous le connaissons.

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October 17, 2025 0 comments

Technologie et science

:: OSEL.CZ :: – Nouvelle tentative : Comment expliquer l’expansion de l’univers sans matière noire ?

by Thomas Caron October 17, 2025

written by Thomas Caron

Publié le 16 octobre 2025 18h16:00. Des chercheurs allemands et roumains proposent une nouvelle approche pour expliquer l’expansion accélérée de l’univers, remettant en question la nécessité de l’hypothèse de l’énergie noire et explorant une géométrie de l’espace-temps plus générale.

Une équipe internationale de scientifiques suggère que l’expansion accélérée de l’univers pourrait être expliquée sans invoquer l’énergie noire.
Leur approche repose sur une extension de la relativité générale, utilisant le modèle gravitationnel de Finsler.
Cette nouvelle perspective pourrait ouvrir la voie à une meilleure compréhension de la physique fondamentale et de l’univers.

L’expansion de l’univers est l’une des énigmes les plus pressantes de l’astrophysique moderne. Les observations montrent que cette expansion non seulement se poursuit, mais s’accélère, un phénomène que les modèles physiques actuels peinent à expliquer de manière satisfaisante. Pour rendre compte de cette accélération, les scientifiques ont postulé l’existence de l’énergie noire (énergie sombre), une forme d’énergie hypothétique qui représenterait environ 68 % du contenu énergétique de l’univers. Cependant, la nature même de cette énergie noire reste un mystère, et son existence même est débattue.

Face à ces incertitudes, une équipe de recherche internationale, regroupant des experts du Centre allemand de technologie spatiale appliquée et de microgravité (ZARM) de l’Université de Brême et de l’Université transylvanienne de Brașov en Roumanie, a exploré une voie alternative. Leur travail, récemment publié, suggère qu’il serait possible d’expliquer l’expansion accélérée de l’univers sans recourir à l’énergie noire.

Les modèles cosmologiques traditionnels s’appuient sur la relativité générale d’Einstein et les équations de Friedmann pour décrire l’évolution de l’univers. L’accélération observée a conduit à l’ajout d’un terme représentant l’énergie noire à ces équations, afin de les faire correspondre aux données observationnelles. Cependant, Christian Pfeifer, du ZARM, et ses collègues ont choisi d’explorer une extension de la relativité générale, en utilisant le modèle gravitationnel de Finsler. Ce modèle permet une description plus précise des forces gravitationnelles, notamment en considérant une géométrie de l’espace-temps plus générale que celle proposée par la relativité générale.

En appliquant le modèle de Finsler aux équations de Friedmann, les chercheurs ont découvert que les équations résultantes prédisent déjà l’accélération de l’expansion de l’univers dans le vide, sans nécessiter l’introduction de l’énergie noire.

« Il s’agit d’une indication passionnante selon laquelle nous pourrions être en mesure d’expliquer le comportement observé de l’univers sur la base de la géométrie généralisée de l’espace-temps, sans avoir recours à l’énergie noire. »

Christian Pfeifer, ZARM, Université de Brême

Selon Pfeifer, cette nouvelle conception de la géométrie pourrait être la clé d’une meilleure compréhension de la physique et de l’univers dans son ensemble. Cette recherche ouvre de nouvelles perspectives pour l’étude de la cosmologie et pourrait conduire à une réévaluation de nos modèles fondamentaux de l’univers.

Vidéo: Conférence ISGC 240327 du Dr Christian Pfeifer – ZARM, Université de Brême

Références

Nouvelle tentative d’expliquer l’expansion accélérée de l’univers – ZARM, 15 octobre 2025

Journal de cosmologie et de physique des astroparticules 10(2025) : 050

L'expansion de l'univers. Crédit : Christian Pfeifer (assisté par l’IA).
Christian Pfeifer. Crédit : C. Pfeifer.
Logo. Crédit : ARMES.

October 17, 2025 0 comments

Santé

Des astronomes découvrent le plus petit objet sombre jamais connu

by Sophie Martin October 14, 2025

written by Sophie Martin

Publié le 14 octobre 2025 05:37:00. Des astronomes ont découvert un objet sombre d’une taille record, potentiellement le plus petit amas de matière noire jamais observé, offrant de nouvelles pistes pour comprendre cette composante mystérieuse de l’univers. Cette découverte fortuite pourrait renforcer la théorie de la matière noire froide, un modèle clé pour expliquer la structure du cosmos.

Un objet sombre d’une masse estimée à un million de fois celle du Soleil, mais invisible, a été détecté grâce à la distorsion de la lumière.
La découverte a été réalisée en observant un phénomène de lentille gravitationnelle appelé « anneau d’Einstein ».
Les résultats de cette étude, publiés dans les revues Nature Astronomy et Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, pourraient aider à déterminer la taille minimale des amas de matière noire.

Une équipe internationale d’astronomes a mis en évidence un mystérieux « objet sombre » lors de l’étude d’un anneau d’Einstein, une déformation de la lumière causée par la gravité d’une galaxie massive située entre nous et une galaxie plus lointaine. Cet objet, qui ne semble émettre aucune lumière, se manifeste comme une anomalie dans la courbure de l’émission radio observée.

Dirigée par John McKean (Université de Groningen et Université de Pretoria) et Devon Powell (Institut Max Planck d’astrophysique, Allemagne), l’équipe a utilisé un réseau mondial de radiotélescopes, incluant le réseau interférométrique européen à très longue base, le Green Bank Telescope aux États-Unis et le Very Long Baseline Array à Hawaï, pour cartographier avec précision ces galaxies. Initialement, les chercheurs cherchaient à étudier des objets symétriques compacts (CSO), souvent associés à des trous noirs supermassifs actifs. L’analyse des données, effectuée à l’aide d’un superordinateur, a révélé une « courbure » inattendue dans l’arc de l’émission radio, suggérant la présence d’un objet massif invisible.

Les calculs indiquent que cet objet possède une masse environ un million de fois supérieure à celle du Soleil (1 000 000 x masse solaire), mais qu’il est totalement dépourvu de lumière. Les scientifiques ont envisagé deux hypothèses : il pourrait s’agir d’une galaxie naine très peu active ou, plus intrigant, d’un amas de matière noire pure. Sa taille est cent fois plus petite que celle des amas de matière noire similaires détectés jusqu’à présent.

« Chasser des objets sombres qui ne semblent pas émettre de lumière est définitivement un défi »,

Devon Powell, Institut Max Planck d’astrophysique, Allemagne

Situé à environ 10 milliards d’années-lumière de la Terre, cet objet offre un aperçu précieux de la distribution de la matière noire dans l’univers. Selon Powell, cette découverte est cohérente avec la théorie de la matière noire froide (MDP), le modèle dominant pour expliquer la structure à grande échelle du cosmos.

« Compte tenu de la sensibilité de nos données, nous nous attendions à trouver au moins un objet sombre, notre découverte est donc cohérente avec la théorie dite de la matière noire froide. Après en avoir trouvé un, la question est maintenant de savoir si nous pouvons en trouver davantage et si les chiffres correspondront au modèle. »

Devon Powell, Institut Max Planck d’astrophysique, Allemagne

Chris Fassnacht, de l’Université de Californie à Davis, souligne l’importance de cette découverte pour l’étude de la matière noire : Nature et Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. « Trouver des objets de faible masse comme celui-ci est très important pour étudier la nature de la matière noire », a-t-il déclaré. Cette avancée ouvre la voie à de nouvelles recherches visant à tester plus en profondeur le modèle de la matière noire froide et à percer les mystères fondamentaux de l’univers.

October 14, 2025 0 comments

Technologie et science

L’expérience LUX-ZEPLIN révèle des progrès récents dans la recherche de la matière noire

by Thomas Caron October 8, 2025

written by Thomas Caron

Publié le 8 octobre 2025. Des scientifiques travaillant à plus d’un kilomètre de profondeur aux États-Unis ont franchi une nouvelle étape dans la quête de la matière noire, cette substance mystérieuse qui constitue la majeure partie de l’univers, en affinant les limites de sa détection.

L’expérience LUX-ZEPLIN (LZ) a établi un nouveau record de sensibilité dans la recherche de particules de matière noire.
Les données analysées jusqu’à présent n’ont révélé aucun signal clair, ce qui permet de réduire les possibilités concernant la nature de la matière noire.
La collaboration internationale derrière LZ prévoit d’analyser davantage de données et de concevoir des détecteurs de nouvelle génération.

Sous le Dakota du Sud, au cœur du centre de recherche souterrain de Sanford (SURF), l’expérience LUX-ZEPLIN (LZ) repousse les frontières de notre connaissance de l’univers. Cette initiative, menée par une équipe de 250 scientifiques issus de 38 institutions à travers le monde, vise à percer le mystère de la matière noire, une forme de matière invisible qui représente environ 85 % de la masse totale de l’univers. Malgré son abondance, la matière noire n’interagit que très faiblement avec la matière ordinaire, ce qui la rend extrêmement difficile à détecter.

Les dernières analyses des données collectées par LZ, portant sur 280 jours d’observation (dont 220 jours de nouvelles données entre mars 2023 et avril 2024, complétés par 60 jours de données initiales), ont permis d’affiner la recherche sur le principal candidat théorique pour la matière noire : les particules massives à interaction faible, communément appelées WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles). Bien qu’aucune particule n’ait encore été détectée, ces résultats permettent d’exclure certaines propriétés des WIMPs et de guider les futures recherches.

« Même si nous espérons découvrir de nouvelles particules, il est tout aussi important pour la physique des particules de pouvoir déterminer les limites de ce que la matière noire pourrait réellement être », explique Hugh Lippincott, physicien à l’Université de Santa Barbara. Cette approche par élimination est cruciale pour orienter les efforts de la communauté scientifique.

L’expérience LZ repose sur un détecteur extrêmement sensible, constitué de deux conteneurs en titane contenant 10 tonnes de xénon liquide ultrapur (environ 10 000 litres). Ce milieu permet de capturer les minuscules éclairs de lumière produits par les collisions potentielles entre les particules de matière noire et les noyaux d’atomes de xénon. Un détecteur externe, rempli d’un fluide scintillateur au gadolinium, permet de distinguer les signaux réels des bruits de fond.

La profondeur du laboratoire souterrain (près d’un kilomètre) est essentielle pour protéger le détecteur des rayons cosmiques, qui pourraient masquer les signaux de matière noire. De plus, la construction du détecteur a été réalisée avec des matériaux à très faible radioactivité, et sa conception est stratifiée, comme un oignon, pour bloquer les rayonnements externes et identifier les particules parasites. L’analyse sophistiquée des données permet également d’éliminer les interactions qui ne sont pas liées à la matière noire.

Un défi majeur dans la recherche de la matière noire est de distinguer les signaux potentiels des interférences causées par d’autres particules, notamment les neutrons. « Ce qui est délicat avec les neutrons, c’est qu’ils interagissent également avec les noyaux de xénon, produisant exactement le même signal que celui que nous attendons des WIMPs », explique Trask, de l’équipe de l’UCSB, qui a dirigé la conception du détecteur externe. L’efficacité de ce détecteur externe a permis de confirmer l’absence de signaux WIMP.

Le radon, un gaz radioactif, est également une source potentielle de confusion. Les scientifiques ont donc étudié attentivement les processus de désintégration du radon dans le détecteur afin de les identifier et de les exclure de l’analyse. Pour garantir l’objectivité des résultats, l’équipe LZ a également utilisé une technique appelée « aveuglement », consistant à ajouter de faux signaux aux données lors de la collecte, afin d’éviter tout biais inconscient.

« Nous repoussons les limites de la recherche dans des domaines que les humains n’ont jamais explorés auparavant dans le cadre de la recherche de matière noire », souligne Haselschwardt. « Il existe une tendance humaine naturelle à voir des modèles dans les données, il est donc important de s’assurer qu’aucun biais ne s’y infiltre. Si vous trouvez quelque chose, vous voulez vous assurer qu’il est correct. »

L’expérience LZ est financée par le Département américain de l’énergie, le National Energy Research Scientific Computing Center, ainsi que par des organismes de financement au Royaume-Uni, au Portugal, en Suisse et en Corée du Sud. Les chercheurs prévoient d’analyser davantage de données au cours des prochaines années, avec l’objectif de collecter un total de 1 000 jours de données d’ici 2028. Ils étudient également la possibilité d’améliorer les capacités du détecteur et de concevoir un détecteur de nouvelle génération, appelé XLZD.

Des scientifiques proposent une nouvelle théorie sur la matière noire : les mini-trous noirs et l’horizon cosmique

Des chercheurs découvrent des traces de matière noire qui révèlent des schémas secrets dans le ciel

October 8, 2025 0 comments

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