La détection de la matière noire, une forme insaisissable de matière qui explique la majeure partie de la masse de l'univers, reste un objectif de longue date au sein de la communauté de recherche physique. Comme ce type de matière n'émet pas, ne reflète pas ou n'absorbe pas la lumière, il ne peut pas être observé en utilisant des télescopes conventionnels et des méthodes expérimentales.
Les physiciens ont ainsi essayé de prédire de quoi il peut se composer et de proposer des approches alternatives qui pourraient permettre sa détection. Les objets compacts sombres sont une classe de structures denses et invisibles qui pourraient être constituées de matière noire, mais qui n'ont jamais été directement observées jusqu'à présent.
Des chercheurs de la Queen's University et du Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute ont récemment introduit une nouvelle méthode possible pour détecter les objets compacts sombres en sondant leurs interactions avec les photons (c.-à-d. Les particules légères). Leur approche nouvellement proposée, décrite dans un article publié dans Lettres d'examen physiqueest basé sur l'idée que lorsque des objets compacts sombres passent entre la Terre et une étoile éloignée, ils diminueront la lumière émise par cette étoile.
« Leo Kim, Melissa Diamond et moi parlions de nos travaux récents sur les objets compacts de matière noire dissipative », a déclaré Joseph Bramante, co-auteur du journal, à Issues.fr. « Un modèle que nous avions considéré était un objet compact formé par le refroidissement de la matière noire à travers l'émission de photons sombres.
« Une partie de notre travail devait déterminer si ces photons sombres échapperaient aux objets de matière noire (et permettaient donc le refroidissement) ou se dispersaient plutôt avec la matière noire et se dispersent. Il nous est venu à l'esprit que ce processus de diffusion de« photons sombres »pourrait également s'appliquer aux photons visibles. »
Après avoir examiné la littérature précédente, Bramante et ses collègues ont conclu que, jusqu'à présent, personne n'avait exploré la mesure dans laquelle les enquêtes en étoiles telles que Ogle pouvaient ramasser une gradation stellaire résultant du passage d'objets compacts sombres. Cette réalisation les a finalement inspirés à écrire leur article, dans l'espoir de contribuer à la future détection de ces mystérieux objets cosmologiques.
« Des recherches ont déjà été effectuées pour les objets compacts de matière noire en utilisant un effet appelé microlensage, où Starlight est axé sur les objets compacts et amplifié », a expliqué Bramante. « Cela apparaîtrait comme un éclaircissement des étoiles dans des enquêtes stellaires comme Ogle. L'effet que nous avons identifié est similaire – la lumière visible peut être dispersée ou absorbée par les objets compacts de matière noire, ce qui fait que les étoiles semblent diminuer. »
Dans le cadre de leur étude, Bramante, Kim et Diamond ont réanalysé les données collectées dans le cadre de deux principaux efforts d'enquête STAR dans le monde, à savoir les projets EROS-2 et OGLE. Leurs analyses ont montré que la recherche de signes d'objets compacts sombres en analysant les données d'enquête sur les étoiles est en fait possible.
« Notre étude démontre une nouvelle approche fructueuse de la recherche de matière noire, qui pourrait être utilisée dans le cadre d'enquêtes stellaires comme Ogle qui recherchaient des objets compacts de matière noire par un éclaircissement stellaire causé par le microlensage », a déclaré Bramante. « À l'avenir, ces efforts pourraient également rechercher une gradation stellaire. »
Les efforts récents de cette équipe de recherche et la proposition pourraient potentiellement contribuer à la détection future des objets sombres compacts. Pendant ce temps, Bramante et ses collègues prévoient de continuer à étudier ces objets, avec l'espoir de raffiner davantage leur technique proposée.
« Nous prévoyons maintenant de continuer à étudier la formation cosmologique et la structure des objets compacts de matière noire », a ajouté Bramante. « Une meilleure compréhension de ces phénomènes nous permettra de déterminer plus précisément à quoi ressemblerait la signature de la« gradation stellaire ». »
