Pour trouver la matière noire, nous devrions peut-être nous intéresser aux exoplanètes et aux naines brunes

Les exoplanètes constituées de gaz ainsi que les naines brunes accumuleraient une grande quantité de matière noire, affirme une nouvelle étude. Une hypothèse qui fait de ces corps célestes de bons candidats pour la recherche de ce composant mystérieux de l’univers.

La matière noire ou matière sombre (traduction de l’anglais Dark matter) est censée représenter près de 80 % de la masse de l’univers. Cet ingrédient bizarre est appelé ainsi car il n’émet ni énergie ni lumière. Autrement dit, il s’agit de quelque chose d’invisible.

Les scientifiques savent que la matière noire existe en raison de son interaction gravitationnelle avec les étoiles et les galaxies. Mais jusqu’ici, personne n’a réussi à comprendre ses véritables propriétés. Une étude qui a été publiée le mois dernier propose ainsi une nouvelle approche dans l’espoir de résoudre cette énigme.

Une approche qui pourrait permettre de détecter la matière noire

Le papier, qui a vu la contribution de Juri Smirnov, physicien des astroparticules à l’Université d’État de l’Ohio, a été publié le 22 avril dernier dans la revue Physical Review Letters. Avec sa collègue Rebecca Leane, chercheuse postdoctorale au SLAC National Accelerator Laboratory à Menlo Park (Californie), le scientifique a imaginé des solutions qui pourraient un jour permettre de détecter la matière noire. Dans son article, le duo avance que les grandes exoplanètes gazeuses pourraient contenir une large quantité de matière sombre ayant tendance à s’autodétruire.

Des interactions avec la matière noire

Interrogé par Live Science au sujet de leur travail, Smirnov a déclaré qu’il existe un grand nombre de théories sur la matière noire qui suggèrent que celle-ci est constituée de particules individuelles interagissant entre elles. Lesdites particules entreraient aussi parfois en collision avec des particules de matière normales. Par ailleurs, il s’avère que lorsque deux particules de matière noire se brisent et s’annihilent, il en résulterait une chaleur intense.

En se basant sur ces modèles, les auteurs de l’article estiment qu’il se pourrait que des particules de matière noire s’abattent constamment sur les explonètes gazeuses. Plus ces dernières sont grandes, plus la quantité de l’élément serait importante. « Lorsque la gravité des exoplanètes capture la matière noire, celle-ci se déplace vers le noyau planétaire où elle s’annihile et libère son énergie sous forme de chaleur », a expliqué Smirnov selon nos confrères de SciTechDaily.

Le télescope spatial James Webb comme instrument d’analyse

Pour cette raison, Smirnov et Leane soulignent dans leur publication que les meilleurs candidats pour rechercher cette mystérieuse matière seraient les géantes gazeuses dans le système solaire externe ainsi que les naines brunes, de grands corps célestes qui ont failli se transformer en étoiles, mais qui n’ont pas réussi à accumuler suffisamment de gaz pour entrainer une fusion nucléaire dans leur noyau.

Pour déterminer la présence de matière noire dans ces mondes lointains, l’équipe suggère ainsi d’utiliser le télescope James Webb (JSWT) qui devrait être placé en orbite en octobre prochain. Une approche que l’astronome Bruce Macintosh, qui n’a pas participé à l’étude, juge toutefois moins convenable.

D’après lui, ce prochain télescope spatial de la NASA pourrait ne pas être la meilleure option pour analyser les explosions de chaleur dans certaines exoplanètes dues à d’éventuelles interactions impliquant la matière noire. Il recommande plutôt d’utiliser le télescope spatial Nancy-Grace-Roman qui devrait être opérationnel d’ici cinq ans.