Si vous cherchez de la matière noire mais que vous ne savez pas où la trouver, une planète géante pourrait bien être le détecteur de particules dont vous avez besoin ! Heureusement, il y en a plusieurs dans notre système solaire, et le plus grand et le plus proche est Jupiter. Des chercheurs ont révélé comment une géante gazeuse pourrait détenir la clé pour détecter la matière noire insaisissable.
La nature de la matière noire est l'un des plus grands mystères de la physique à l'heure actuelle. Il interagit gravitationnellement - nous pouvons le voir maintenir ensemble des galaxies qui autrement s'envoleraient - mais il ne semble pas interagir avec la matière normale d'une autre manière.
Les théories les plus populaires affirment que la matière noire est une sorte de particule trop petite ou qui interagit trop faiblement pour être facilement observée. Les accélérateurs de particules et les collisionneurs ont été conçus pour rapprocher les particules subatomiques. Les chercheurs espèrent voir un manque d'énergie inattendu de la collision, ce qui pourrait indiquer qu'une particule inconnue, peut-être de la matière noire, a quitté le détecteur. Pas encore de chance.
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Mais la matière noire doit également exister dans la nature, et elle peut être capturée gravitationnellement par des objets dotés de grands puits gravitationnels, tels que la Terre, le Soleil et Jupiter. Au fil du temps, la matière noire peut s'accumuler à l'intérieur d'une planète ou d'une étoile jusqu'à ce qu'elle devienne suffisamment dense pour qu'une particule de matière noire puisse en frapper une autre, détruisant les deux. Même si nous ne pouvons pas voir la matière la plus sombre, nous devrions voir les résultats d'une telle collision. Il produira un rayonnement de haute énergie sous forme de rayons gamma.
Le télescope à rayons gamma Fermi de la NASA, lancé en 2008 sur une fusée Delta II, sonde le ciel à la recherche de sources de rayons gamma depuis plus d'une décennie. Les chercheurs Rebecca Lin (Stanford) et Tim Linden (Stockholm) ont utilisé un télescope pour observer Jupiter et ont effectué la toute première analyse de l'activité des rayons gamma de la planète géante. Ils espéraient voir des preuves d'un excès de rayonnement gamma produit par l'annihilation de la matière noire à l'intérieur de Jupiter.
Comme l'explique Lin, la taille et la température de Jupiter en font un détecteur de matière noire idéal. "Parce que Jupiter a une grande surface par rapport aux autres planètes du système solaire, il peut capturer plus de matière noire. Alors vous pourriez vous demander pourquoi ne pas simplement utiliser le Soleil encore plus grand (et très proche). Eh bien, le deuxième avantage est que puisque Jupiter a un noyau plus froid que le Soleil, il donne aux particules de matière noire moins de choc thermique. Cela peut empêcher partiellement l'évaporation de la matière noire plus claire de Jupiter qui s'évaporerait du Soleil.
Les premières études sur Jupiter n'ont pas encore conduit à la découverte de la matière noire. Cependant, il y avait un excès alléchant de rayonnement gamma à de faibles niveaux d'énergie qui nécessite des outils plus sophistiqués pour étudier correctement.
Les télescopes AMEGO et e-ASTROGRAM sont encore en cours de développement, mais ce ne sont peut-être que les outils nécessaires pour rechercher la matière noire, et Jupiter peut être l'objet cible dans lequel la trouver.
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