De nouvelles simulations suggèrent que des collisions passées ont remodelé le cœur de matière noire de la Voie lactée, expliquant potentiellement un excès mystérieux de rayons gamma longtemps attribué aux pulsars. Dirigée par des chercheurs de l'Institut Leibniz d'Astrophysique de Potsdam, l'étude ravive la matière noire comme principal suspect dans ce puzzle astronomique. Les résultats, publiés dans Physical Review Letters, mettent en lumière comment l'histoire chaotique de la galaxie pourrait correspondre aux observations du télescope Fermi de la NASA.
Depuis plus d'une décennie, les astronomes s'interrogent sur l'excès du centre galactique, une augmentation inattendue de rayons gamma émanant du cœur de la Voie lactée, détectée pour la première fois par le télescope spatial Fermi de rayons gamma de la NASA. Les théories initiales pointaient vers des particules de matière noire s'annihilant mutuellement pour produire le rayonnement, mais le motif des rayons gamma ne correspondait pas aux distributions attendues de matière noire, incitant beaucoup à proposer des pulsars milliseconde — des étoiles à neutrons en rotation rapide — comme source.
Une nouvelle étude remet en question ce virage en intégrant l'histoire précoce tumultueuse de la Voie lactée. En utilisant les simulations Hestia, qui modélisent la formation des galaxies dans des environnements cosmiques réalistes, les chercheurs ont retracé comment les fusions et collisions anciennes ont déformé le cœur de matière noire en une structure non sphérique. Cette configuration reproduit naturellement la dispersion observée des rayons gamma sans nécessiter de nombreux pulsars.
La recherche, menée par le Dr. Moorits Muru avec le Dr. Noam Libeskind et le Dr. Stefan Gottlöber de l'Institut Leibniz d'Astrophysique de Potsdam (AIP), aux côtés du professeur Yehuda Hoffman de l'Institut Racah de Physique de l'Université Hébraïque de Jérusalem et du professeur Joseph Silk de l'Université d'Oxford, paraît dans Physical Review Letters (2025 ; 135 (16)). « L'histoire des collisions et de la croissance de la Voie lactée laisse des empreintes digitales claires sur la disposition de la matière noire à son cœur », ont expliqué les chercheurs. « Quand nous en tenons compte, le signal des rayons gamma ressemble beaucoup plus à quelque chose que la matière noire pourrait expliquer. »
Bien que l'étude ne résolve pas le débat, elle rétablit la matière noire comme explication viable. Des observations futures du Cherenkov Telescope Array pourraient tester ces idées en détectant des rayons gamma de plus haute énergie, confirmant potentiellement le rôle de la matière noire ou révélant de nouvelles perspectives sur la galaxie.