De nouvelles recherches montrent que la répartition de la matière noire dans notre galaxie est différente de ce que l'on pensait auparavant, ce qui renforce le statut de la matière noire en tant que source potentielle de l'excès de rayons gamma observé au centre de la Voie lactée. Des simulations à haute résolution révèlent que la répartition de la matière noire dans la galaxie interne n’est pas sphérique, mais aplatie et asymétrique. Les résultats confirment la théorie selon laquelle l’excès de rayons gamma est dû à l’annihilation de la matière noire.
Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps l’annihilation de la matière noire d’être à l’origine de ces rayons, mais la propagation spatiale des rayons ne correspondait pas à la disposition de la matière noire qu’ils avaient prédite. Une autre théorie avance que d’anciens pulsars millisecondes pourraient produire ces rayons.
Pour la nouvelle étude publiée dans Lettres d'examen physiqueles chercheurs ont modélisé la formation de galaxies semblables à la Voie lactée dans des conditions environnementales similaires à celles du voisinage cosmique de la Terre, reproduisant ainsi des galaxies semblables à la Voie lactée simulées qui ressemblent fortement à la réalité.
Ils ont découvert que la matière noire ne rayonne pas vers l’extérieur du centre galactique, mais qu’elle est plutôt organisée de manière similaire à celle des étoiles, ce qui signifie que la première pourrait tout aussi bien avoir produit l’excès de rayons gamma.
« Lorsque le télescope spatial FERMI a pointé vers le centre galactique, les résultats ont été surprenants. Le télescope mesurait trop de rayons gamma, la forme de lumière la plus énergétique de l'univers. Les astronomes du monde entier étaient perplexes et des théories concurrentes ont commencé à affluer pour expliquer ce que l'on appelle 'l'excès de rayons gamma' », déclare Noam Libeskind de l'Institut Leibniz d'astrophysique de Potsdam (AIP).
Après de nombreux débats, deux idées ont émergé : soit ces rayons gamma étaient le résultat de pulsars millisecondes (étoiles à neutrons ultra-denses qui tournent des milliers de fois par seconde), soit de particules de matière noire s'écrasant les unes contre les autres et s'anéantissant. Les deux théories ont leurs inconvénients. Cependant, les nouveaux résultats proposés par les scientifiques de l’AIP en collaboration avec l’Université hébraïque d’Israël et l’Université Johns Hopkins aux États-Unis ont jeté un nouvel éclairage sur ce problème, confirmant effectivement la théorie selon laquelle l’excès de rayons gamma est dû à l’annihilation de la matière noire.
On sait depuis longtemps que la Voie lactée vit dans ce qu’on appelle un halo de matière noire, une région sphérique remplie de matière noire autour d’elle. Cependant, la mesure dans laquelle ce halo est asphérique ou ellipsoïdal n’a pas été appréciée.
Moorits Muru, auteur principal de l'article, déclare : « Nous avons analysé des simulations de la Voie lactée et de son halo de matière noire et avons constaté que l'aplatissement de cette région est suffisant pour expliquer l'excès de rayons gamma comme étant dû à l'auto-annihilation des particules de matière noire. Ces calculs démontrent que la chasse aux particules de matière noire (qui peuvent s'auto-annihiler) devrait être encouragée et nous rapprocher de la compréhension de la nature mystérieuse de ces particules.
