La matière noire reste frustrante et insaisissable. Nous n’avons vu de détection directe dans aucune de nos expériences de laboratoire, et à l’échelle cosmique, nous n’avons que des preuves circonstancielles de son existence.
Maintenant, une nouvelle hypothèse suggère qu’une grande partie matière noire peuvent être liés à l’intérieur de boules denses de la taille de Neptune – les planètes dites de matière noire. Mais même si ces planètes nous resteraient invisibles, elles pourraient avoir accumulé des atmosphères d’hélium et d’hydrogène susceptibles de subir une fusion nucléaire, nous donnant un indice important de leur existence.
Planètes de matière noire
Nous voyons des preuves de matière noire tout autour de nous. Les étoiles tournent trop vite autour de leur centre galactique. Les galaxies se déplacent trop vite dans leurs amas. La fond de micro-ondes cosmique, alors que l’univers n’avait que 380 000 ans, émettait un motif de lumière rémanente qui pourrait avoir des propriétés qu’il ne possède que grâce à la matière noire. Et il y a beaucoup plus. Aucune autre alternative ne peut expliquer l’abondance de preuves d’observation.
Et pourtant, nous n’avons pas été en mesure de détecter directement la matière noire dans des expériences conçues à cet effet. Certains d’entre eux peuvent simplement être de la malchance; quelle que soit la matière noire, elle interagit avec la matière normale extrêmement rarement (voire pas du tout). Peut-être que nos instruments ne sont pas assez sensibles, ou que nous n’avons pas mené les expériences assez longtemps pour collecter suffisamment de données pour voir un signal précis.
Ou peut-être qu’il a une tonne de matière noire l’univers – juste pas ici.
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Garder un secret
La formation de planètes de matière noire expliquerait pourquoi aucune matière noire n’a été détectée dans nos expériences. Au lieu d’être uniformément répartie dans toute la galaxie, la majeure partie de la matière noire se trouverait dans ces boules dont les masses varient de astéroïde pour ça Neptune. À moins qu’une de ces balles ne passe à travers nos détecteurs, nous ne la verrions pas.
C’est une idée intéressante, mais comme pour toute hypothèse scientifique, nous devons la tester.
Et la page suggère exactement comment le faire. Les auteurs ont décrit comment les planètes de matière noire ne se forment pas seulement dans l’univers primitif et restent là pendant des milliards d’années.
Au lieu de cela, les planètes de matière noire se formeraient plus tôt que presque toutes. Autrefois, l’univers était encore du plasma, où la matière ordinaire était enfermée dans une bataille constante contre les radiations qui gardaient tout atomique et empêchaient la formation d’objets plus gros. Mais la matière noire n’interagit pas avec la matière normale ou la lumière, et elle était donc totalement libre de commencer à s’accréter sur les planètes.
Plus tard, l’univers s’est suffisamment refroidi pour neutraliser le plasma et permettre à la matière normale de s’accumuler. ça finirait par changer étoiles et galaxiesmais en attendant, de la matière peut être attirée gravitationnellement vers les planètes de matière noire, et c’est là que les choses peuvent devenir intéressantes.
Explosions sombres
Les chercheurs ont découvert que ces hypothétiques planètes de matière noire accumuleraient d’abord une couche d’hélium car c’était le premier élément à se séparer de l’état de plasma de l’univers primitif. Vient ensuite l’hydrogène, qui se rassemble autour de l’hélium dans une atmosphère épaisse.
Plonger dans une planète sombre serait très étrange. La couche d’hydrogène serait chaude car elle est gravitationnellement liée à l’objet dense et le frottement la ferait briller. Vous pouvez le traverser et atteindre la couche d’hélium en dessous. Et une fois que vous l’aurez traversé, vous ne verrez plus… rien. Le noyau de la planète de matière noire lui-même serait complètement invisible et vous vous retrouveriez entouré de plasma incandescent.
Les chercheurs ont découvert que si trop d’hélium et d’hydrogène s’accumulent sur les planètes de matière noire, elles peuvent atteindre des températures et des densités critiques et subir une fusion nucléaire galopante. Parfois, il peut s’agir d’un simple éclair ou d’une éjection de matière, et parfois, il peut complètement faire exploser toute la masse d’hydrogène et d’hélium, en concurrence supernova dans la luminosité causée par l’explosion.
Toute cette activité n’aurait aucun effet sur une planète de matière noire, puisque la matière noire ne se soucie pas de ce que la matière normale se fait à elle-même. Mais nous pourrions voir ces explosions révéler l’existence d’une planète cachée.
Les chercheurs ont découvert que l’énergie et la fréquence de ces explosions sont similaires aux sursauts de rayons X, une observation courante astronomie. Ce n’est pas un slam dunk, cependant, car les scientifiques doivent encore déterminer si et comment ces explosions causées par une planète de matière noire différeraient de la variante astrophysique plus familière. Mais si une telle différence existe, nous pourrons peut-être utiliser notre vaste catalogue existant de rayons X enregistrés pour déterminer si la matière noire existe et si elle forme des planètes.
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