MADRID, 18 (EUROPA PRESS)
Des physiciens de l'Université de Copenhague ont utilisé les champs magnétiques des amas de galaxies pour observer des trous noirs lointains à la recherche d'une particule de matière noire insaisissable.
Les structures les plus lourdes de l'univers, les amas de galaxies, sont un quadrillion de fois plus massives que le Soleil. Et les axions, mystérieuses particules théoriques, sont bien plus légers que l'atome le plus léger.
L'axion est une particule élémentaire hypothétique qui pourrait détenir la clé de la compréhension de la matière noire, un matériau inconnu qui représenterait environ 80 % de la masse de notre univers.
Personne n'a encore prouvé l'existence des axions, un phénomène qui échappe aux chercheurs depuis des décennies. Mais grâce à une astuce ingénieuse impliquant des galaxies lointaines, des physiciens de l'Université de Copenhague pourraient s'en rapprocher plus que jamais, affirment-ils.
Au lieu d'utiliser un accélérateur de particules terrestre, comme celui du CERN, les chercheurs se sont tournés vers le cosmos et l'ont utilisé comme une sorte d'accélérateur de particules géant. Plus précisément, ils ont recherché le rayonnement électromagnétique émis par les noyaux de galaxies lointaines et très brillantes, chacune dotée d'un trou noir supermassif en son centre.
Ils ont ensuite observé ce rayonnement traverser les vastes champs magnétiques des amas de galaxies, où une partie pourrait, hypothétiquement, se transformer en axions. Cette transformation laisserait de minuscules fluctuations aléatoires dans les données. Cependant, chaque signal est si faible qu'il se perd dans le bruit de fond de l'univers.
Les chercheurs ont donc introduit un concept novateur. Ils ont observé un total de 32 trous noirs supermassifs situés derrière des amas de galaxies et ont combiné les données issues de leurs observations.
UN MODÈLE SIMILAIRE À LA SIGNATURE AXION
En examinant les données, les chercheurs ont été surpris de découvrir un modèle qui ressemblait à la signature de l’insaisissable particule axion.
« Normalement, le signal émis par ces particules est imprévisible et apparaît comme un bruit aléatoire. Mais nous avons réalisé qu'en combinant des données provenant de diverses sources, nous avions transformé tout ce bruit en un motif clair et reconnaissable », explique Oleg Ruchayskiy, professeur associé à l'Institut Niels Bohr de l'Université de Copenhague et auteur principal d'un article paru dans Nature Astronomy intitulé « Contraints on axion-like particles from active galactic nuclei seen across galaxy clusters », qui vise à étudier l'axion.
« Cela se présente comme un modèle unique en forme d'étape qui illustre à quoi pourrait ressembler cette conversion. Nous ne le voyons que comme un indice de signal dans nos données, mais il reste très captivant et passionnant. On pourrait le qualifier de murmure cosmique, désormais suffisamment fort pour être entendu. »
PLUS PROCHE DE LA DÉCOUVERTE DE LA MATIÈRE NOIRE
Bien que le modèle révélé par les scientifiques ne constitue pas une preuve définitive de l’existence des axions, les recherches de Ruchayskiy et de ses collègues nous rapprochent de la compréhension de ce qu’est la matière noire.
« Cette méthode a considérablement élargi notre connaissance des axions. Elle nous a permis, en substance, de cartographier une vaste zone dont nous savions qu'elle ne contenait pas d'axions, réduisant ainsi l'espace où ils peuvent être trouvés », explique Lidiia Zadorozhna, chercheuse postdoctorale, boursière Marie Curie à l'Institut Niels Bohr et l'une des principales auteures de la nouvelle étude.
