Une nouvelle étude fascinante suggère que des concentrations massives et invisibles de matière noire pourraient exercer une influence sur les étoiles binaires. Si tel est le cas, ces perturbations subtiles offriraient une opportunité unique d’élucider le mystère entourant sa nature.
L’énigme de la matière noire
Pendant des décennies, les astronomes ont scruté les confins de l’Univers et collecté une pléthore de preuves indéniables corroborant l’existence de la matière noire. Cette substance énigmatique, insaisissable aux moyens de détection traditionnels, demeure invisible à nos instruments les plus sophistiqués. Pourtant, malgré son caractère furtif, elle joue un rôle fondamental dans la dynamique cosmique, contribuant de manière significative à la masse totale des galaxies et à la structure de l’Univers observable.
Au départ, les scientifiques ont émis l’hypothèse que la matière noire pourrait être constituée de particules massives à faible interaction connues sous le nom de WIMPs. Cependant, malgré de nombreuses tentatives, les expériences visant à détecter ces particules n’ont pas donné de résultats concluants.
Face à ce défi, les chercheurs ont élargi leur perspective et envisagé un modèle alternatif intrigant. Dans ce nouveau cadre théorique, la particule qui constitue la matière noire serait incroyablement légère, surpassant même la légèreté du neutrino, une particule déjà connue pour sa masse quasi insaisissable. Cette idée audacieuse a ouvert de nouvelles voies de recherche et incité les scientifiques à explorer de nouvelles pistes pour comprendre la nature de cette substance énigmatique. L’une d’elles suggère notamment que de vastes agrégats de matière noire légère puissent jouer un rôle crucial dans la dynamique cosmique, affectant la structure et l’évolution des galaxies et des systèmes stellaires.
Des « vagues scélérates » de matière noire
Comme dit plus haut, selon ce modèle théorique, la particule de matière noire serait incroyablement légère, dépassant de loin la masse de l’électron d’un facteur de plus d’un milliard de milliards. Cette légèreté extrême conférerait à la matière noire des propriétés particulières, lui permettant d’agir davantage comme une onde à une échelle comparable ou supérieure à celle du Système solaire.
En réponse à cette perspective novatrice, une équipe d’astronomes chinois s’est attelée à explorer ce modèle et à trouver des moyens d’observer cette matière noire ultralégère. Selon cette théorie, la matière noire ultralégère ne se déplacerait pas à travers le cosmos comme des particules individuelles, mais plutôt comme un océan invisible enveloppant chaque galaxie. Et tout comme les océans terrestres peuvent générer des vagues, ce bain de matière noire ultralégère pourrait alors également subir des oscillations, certaines se regroupant en des structures cohérentes appelées solitons.
Viser les couples binaires
Ces solitons seraient totalement invisibles, mais leur énorme taille pourrait influencer subtilement l’environnement gravitationnel qui les entoure. Bien que leur influence soit généralement minime sur la plupart des objets dans la galaxie, les paires d’étoiles binaires pourraient néanmoins être sensibles à ces solitons.
Pour rappel, ces objets sont constitués de deux étoiles qui orbitent autour de leur centre de masse commun sous l’influence de leur gravité mutuelle. Comparativement à d’autres systèmes plus massifs, comme les amas d’étoiles ou les galaxies, la liaison gravitationnelle entre les deux étoiles d’une paire binaire est relativement faible. Cela signifie que les étoiles impliquées sont moins fortement liées l’une à l’autre par la gravité.
En conséquence, les perturbations externes, telles que celles causées par des objets massifs ou des phénomènes astrophysiques, peuvent avoir un impact plus significatif sur ces objets. Par exemple, si un soliton de matière noire ultralégère traverse le champ gravitationnel d’une paire d’étoiles binaires, il pourrait induire des changements subtils dans leurs orbites en exerçant une légère force gravitationnelle sur elles.
Les chercheurs prévoient maintenant d’identifier toutes les paires d’étoiles binaires larges dans le catalogue Gaia, comprenant des milliards d’étoiles les plus proches du Soleil, en vue de futures observations. Des perturbations dans les orbites de ces étoiles binaires pourraient alors fournir un indice précieux sur la nature et la distribution de cette matière noire énigmatique potentiellement plus révélateur que les expériences menées dans les laboratoires terrestres.
Les chercheurs ont publié leurs travaux sur le serveur de prépublication arXiv en avril. L’étude n’a pas encore été évaluée par des pairs.
