La matière noire reste frustrante et insaisissable. Nous n’avons vu aucune détection directe dans aucune de nos expériences de laboratoire, et à l’échelle cosmique, nous n’avons que des preuves circonstancielles de son existence.
Maintenant, une nouvelle hypothèse propose qu’une grande partie de matière noire peuvent être liés à l’intérieur de boules serrées de la taille de Neptune – des planètes dites de matière noire. Mais alors que ces planètes resteraient invisibles pour nous, elles pourraient collecter des atmosphères d’hélium et d’hydrogène qui pourraient subir une fusion nucléaire, nous donnant un meilleur indice de leur présence.
planètes de matière noire
Nous voyons des preuves de matière noire tout autour de nous. Les étoiles orbitent trop rapidement autour du centre de leurs galaxies. Les galaxies se déplacent trop vite au sein de leurs amas. la fond de micro-ondes cosmique, le motif de lumière rémanente émis alors que l’univers n’avait que 380 000 ans, ne pouvait avoir les propriétés qu’il a grâce à la matière noire. Et il y a tellement plus. Aucune autre alternative ne peut expliquer la richesse des preuves observationnelles.
Et pourtant, nous n’avons pas été en mesure de détecter directement la matière noire dans des expériences conçues pour faire exactement cela. Une partie de cela peut être simplement de la malchance; quelle que soit la matière noire, elle interagit avec la matière normale extrêmement rarement (voire pas du tout). Peut-être que nos instruments ne sont peut-être pas assez sensibles, ou que nous n’avons pas mené nos expériences assez longtemps, pour collecter suffisamment de données pour voir un signal précis.
Ou peut-être qu’il y a une tonne de matière noire dans le univers – mais pas ici.
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Tenir à un secret
La formation de planètes de matière noire expliquerait pourquoi aucune matière noire n’est apparue dans nos expériences. Au lieu d’être distribuée en douceur dans toute la galaxie, la majeure partie de la matière noire se trouverait dans ces boules, avec des masses allant de celle d’un astéroïde pour lequel Neptune. À moins qu’une de ces balles ne passe par nos détecteurs, nous ne la verrions pas.
C’est une idée intéressante, mais comme pour toute hypothèse scientifique, nous devons la tester.
Et le document propose comment faire exactement cela. Les auteurs ont expliqué comment les planètes de matière noire ne se forment pas simplement dans l’univers primitif et restent là pendant des milliards d’années.
Au lieu de cela, les planètes de matière noire se formeraient plus tôt que pratiquement tout. Au début, l’univers était encore un plasma, avec la matière normale enfermée dans une lutte constante contre les radiations, ce qui maintenait tout atomique et empêchait la formation d’objets plus gros. Mais la matière noire n’interagit pas avec la matière normale ou avec la lumière et était donc parfaitement libre de commencer à s’accumuler dans les planètes.
Plus tard, l’univers s’est suffisamment refroidi pour neutraliser le plasma et permettre à la matière normale de s’accumuler. Finalement, cette question deviendrait étoiles et galaxiesmais en attendant, une partie de la matière pourrait se trouver attirée gravitationnellement vers les planètes de matière noire, et c’est là que les choses pourraient devenir intéressantes.
explosions sombres
Les chercheurs ont découvert que ces hypothétiques planètes de matière noire accumuleraient d’abord une couche d’hélium, puisque c’était le premier élément à se dissocier de l’état de plasma de l’univers primitif. Vient ensuite l’hydrogène, s’accumulant dans une atmosphère épaisse autour de l’hélium.
Plonger dans une planète sombre serait très étrange. La couche d’hydrogène serait chaude, car elle est liée gravitationnellement à un objet dense, et le frottement la ferait briller. Vous pourriez le traverser et atteindre la couche d’hélium en dessous. Et une fois passé par là, vous ne verriez… rien. Le noyau de la planète de matière noire lui-même serait complètement invisible et vous vous retrouveriez entouré d’une coquille de plasma incandescent.
Les chercheurs ont découvert que si trop d’hélium et d’hydrogène se rassemblaient sur les planètes de matière noire, elles pourraient atteindre des températures et des densités critiques et subir une fusion nucléaire galopante. Parfois, cela prenait la forme d’un simple flash ou d’une éjection de matière, et parfois, cela pouvait complètement faire exploser toute la masse d’hydrogène et d’hélium, rivalisant avec un supernova dans la luminosité de l’explosion résultante.
Toute cette activité n’affecterait pas la planète de matière noire, puisque la matière noire ne se soucie pas de ce que la matière normale fait d’elle-même. Mais nous pourrions peut-être voir ces explosions, révélant la présence de la planète cachée sous-jacente.
Les chercheurs ont découvert que ces explosions auraient des énergies et des fréquences similaires à celles des sursauts de rayons X, ce qui est une observation courante dans astronomie. Ce n’est pas un slam dunk, cependant, puisque les chercheurs doivent encore déterminer si et comment ces explosions planétaires de matière noire seraient différentes de la variété astrophysique plus familière. Mais s’il y a une telle différence, nous pourrons peut-être utiliser notre vaste catalogue existant de sursauts de rayons X enregistrés pour déterminer si la matière noire existe et si elle forme des planètes.
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