La matière noire enfin découverte et expliquée grâce au spectomètre magnétique alpha

Et si les astrophysiciens étaient sur le point d'expliquer l'existence de matière noire dans l'univers, l'un des plus grands mystères de la science moderne ? On en est encore loin, mais cette semaine est sans doute à marquer d'une pierre blanche dans la compréhension de cette énigme aussi fascinante qu'insaississable. Mercredi, à Genève, au siège de l'organisation européenne de physique nucléaire (Cern), Samuel Ting, prix Nobel de physique en 1976 et responsable du programme, a livré les premiers résultats récoltés par le spectromètre magnétique alpha (AMS-02), amarré à la Station spatiale internationale (ISS). 

Derrière ce nom de science-fiction, se cache un intrument à 2,5 milliards de dollars - tout de même - capable de détecter et de filtrer les flux cosmiques. Dans ces rayons, on trouve des électrons et des protons bien connus des lois de la physique, mais qui ne représentent que 4,9% de notre univers. Plus intéressant, sur ses 18 mois d'exploration et ses 25 milliards de particules détectées, l'AMS a recensé 400.000 antiélectrons, appelés également positons (ou positrons), qui n'entrent pas dans la "composition" de la matière visible, mais alimentent avec d'autres particules, la fameuse matière noire, ou antimatière. Or, si cette découverte de positons n'a rien d'exceptionnel, leur nombre, dix fois plus élevé qu'attendu, certifie qu'une source de matière noire existe bel et bien dans notre galaxie.

Dans les pas de Fritz Zwicky

Mais quelle est précisément cette source d'antimatière, d'où viennent ces positons détectés en très grand nombre ? Là est toute la question qui agite aujourd'hui le monde scientifique. En l'état actuel des connaissances, la matière noire a été théorisée il y a 80 ans par l'astrophysicien américano-helvétique Fritz Zwicky. Grossièrement, le scientifique était arrivé à la conclusion qu'il n'y avait pas assez de masses (étoiles, etc.) dans les galaxies qu'il a observées pour que cet ensemble "tienne" avec les seules règles de la gravité. Par conséquent, d'autres forces - la matière noire - agissent dans le cosmos et représentent même 26,8% de l'univers. Par soustraction, en compabilisant la matière visible et l'antimatière, les 69,6% restant représentent ce que les savants appellent l'énergie sombre. Cette énergie expliquerait l'expansion de l'univers.

Retour en 2013 et aux travaux des scientifiques internationaux. Que signifie, donc, exactement la découverte de cette profusion d'antiélectrons par l'AMS-02 ? Deux théories s'affrontent. La plus classique et - malheureusement pour l'excitation de l'imagination - la plus crédible, serait que ces positons naissent de "pulsars". Il s'agit d'étoiles à neutrons nées de la destruction d'étoiles massives. Leur modèle est relativement bien cerné par l'astrophysique. Les champs magnétiques que ces "pulsars" génèrent en tournant à grande vitesse produisent des électrons, mais également des positons.

Washington s'emballe

Dont acte, même si cette théorie n'élimine pas la seconde, bien plus stimulante. "Les résultats (d'AMS-02, ndlr) sont compatibles avec des positons pouvant provenir de la destruction d'antimatière", reconnaît le Cern, ouvrant la voie à une véritable exploration de la mystérieuse matière noire. L'idée est ici que si deux particules de matière noire entrent en collision, elles émettent à leur tour des électrons et des protons, mais également des positons. L'excès de ces antiélectrons mis au jour par l'AMS-02 pourrait précisément conforter cette théorie particulièrement en vogue depuis de premières expériences déroutantes menées en 2008 par des scientifiques russes et italiens, mais pas encore validée scientifiquement.

Quoi qu'il en soit, l'heure est encore aux hypothèses et au travail de recherche. Prévu pour durer 20 ans, l'AMS-02 a donc encore du pain sur la planche afin d'éclairer les scientifiques. Mais les espoirs d'une découverte majeure restent permis. "Avec davantage de données, nous allons en apprendre plus quant à la nature de cet excès d'antimatière, a déclaré, depuis Washington, Michael Salamon, responsable au département américain de l'Energie. Et avec de la chance nous pourrons faire une découverte très excitante", a-t-il poursuivi, espérant, comme tout le monde, que la matière noire le devienne, un jour, un peu plus claire pour la science.

Et si les astrophysiciens étaient sur le point d'expliquer l'existence de matière noire dans l'univers, l'un des plus grands mystères de la science moderne ? On en est encore loin, mais cette semaine est sans doute à marquer d'une pierre blanche dans la compréhension de cette énigme aussi fascinante qu'insaississable. Mercredi, à Genève, au siège de l'organisation européenne de physique nucléaire (Cern), Samuel Ting, prix Nobel de physique en 1976 et responsable du programme, a livré les premiers résultats récoltés par le spectromètre magnétique alpha (AMS-02), amarré à la Station spatiale internationale (ISS). 

Derrière ce nom de science-fiction, se cache un intrument à 2,5 milliards de dollars - tout de même - capable de détecter et de filtrer les flux cosmiques. Dans ces rayons, on trouve des électrons et des protons bien connus des lois de la physique, mais qui ne représentent que 4,9% de notre univers. Plus intéressant, sur ses 18 mois d'exploration et ses 25 milliards de particules détectées, l'AMS a recensé 400.000 antiélectrons, appelés également positons (ou positrons), qui n'entrent pas dans la "composition" de la matière visible, mais alimentent avec d'autres particules, la fameuse matière noire, ou antimatière. Or, si cette découverte de positons n'a rien d'exceptionnel, leur nombre, dix fois plus élevé qu'attendu, certifie qu'une source de matière noire existe bel et bien dans notre galaxie.

Dans les pas de Fritz Zwicky

Mais quelle est précisément cette source d'antimatière, d'où viennent ces positons détectés en très grand nombre ? Là est toute la question qui agite aujourd'hui le monde scientifique. En l'état actuel des connaissances, la matière noire a été théorisée il y a 80 ans par l'astrophysicien américano-helvétique Fritz Zwicky. Grossièrement, le scientifique était arrivé à la conclusion qu'il n'y avait pas assez de masses (étoiles, etc.) dans les galaxies qu'il a observées pour que cet ensemble "tienne" avec les seules règles de la gravité. Par conséquent, d'autres forces - la matière noire - agissent dans le cosmos et représentent même 26,8% de l'univers. Par soustraction, en compabilisant la matière visible et l'antimatière, les 69,6% restant représentent ce que les savants appellent l'énergie sombre. Cette énergie expliquerait l'expansion de l'univers.

Retour en 2013 et aux travaux des scientifiques internationaux. Que signifie, donc, exactement la découverte de cette profusion d'antiélectrons par l'AMS-02 ? Deux théories s'affrontent. La plus classique et - malheureusement pour l'excitation de l'imagination - la plus crédible, serait que ces positons naissent de "pulsars". Il s'agit d'étoiles à neutrons nées de la destruction d'étoiles massives. Leur modèle est relativement bien cerné par l'astrophysique. Les champs magnétiques que ces "pulsars" génèrent en tournant à grande vitesse produisent des électrons, mais également des positons.

Washington s'emballe

Dont acte, même si cette théorie n'élimine pas la seconde, bien plus stimulante. "Les résultats (d'AMS-02, ndlr) sont compatibles avec des positons pouvant provenir de la destruction d'antimatière", reconnaît le Cern, ouvrant la voie à une véritable exploration de la mystérieuse matière noire. L'idée est ici que si deux particules de matière noire entrent en collision, elles émettent à leur tour des électrons et des protons, mais également des positons. L'excès de ces antiélectrons mis au jour par l'AMS-02 pourrait précisément conforter cette théorie particulièrement en vogue depuis de premières expériences déroutantes menées en 2008 par des scientifiques russes et italiens, mais pas encore validée scientifiquement.

Quoi qu'il en soit, l'heure est encore aux hypothèses et au travail de recherche. Prévu pour durer 20 ans, l'AMS-02 a donc encore du pain sur la planche afin d'éclairer les scientifiques. Mais les espoirs d'une découverte majeure restent permis. "Avec davantage de données, nous allons en apprendre plus quant à la nature de cet excès d'antimatière, a déclaré, depuis Washington, Michael Salamon, responsable au département américain de l'Energie. Et avec de la chance nous pourrons faire une découverte très excitante", a-t-il poursuivi, espérant, comme tout le monde, que la matière noire le devienne, un jour, un peu plus claire pour la science.

source : http://www.metrofrance.com/high-tech/le-mystere-de-la-matiere-noire-enfin-perce/mmde!rw31IHKqWqIHQ/

UN TROU NOIR SE RÉVEILLE POUR ENGLOUTIR UN OBJET CÉLESTE

5 avril 2013

Les astronomes viennent d’observer qu’après avoir sommeillé pendant plusieurs décennies, un trou noir s’est réveillé pour capturer un objet cosmique de faible masse, une naine brune ou une planète géante, qui s’est approchée trop près de lui. Un événement similaire d’absorption, même s’il ne s’agira que d’un nuage de gaz, se produira prochainement dans le trou noir situé au centre de notre galaxie, la Voie lactée.

Cette découverte au sein de la galaxie NGC 4845, située à une distance de 47 millions d’années-lumière, a été faite par Integral, le satellite d’observation spatiale de l’ESA. Elle a été suivie d’autres observations complémentaires venant des satellites XMM-Newton de l’ESA et Swift de la NASA ainsi que de l’observatoire japonais MAXI X-ray qui est installé à bord de la Station spatiale internationale.

Les astronomes étaient en train d’utiliser Integral pour étudier une galaxie quand ils ont aperçu une émission brillante de rayons X issue d’un endroit différent qui se trouvait dans le même champ d’observation. Avec XMM-Newton, son origine a pu être confirmée en tant que NGC 4845, une galaxie qui n’avait jamais été détectée auparavant avec des niveaux d’énergies aussi élevés.

Swift et MAXI ont permis de tracer l’émission de la galaxie depuis son maximum atteint en janvier 2011 quand elle s’est éclairée avec un facteur 1000 avant de s’affaiblir au cours de la même année.

« L’observation était complètement inattendue, venant d’une galaxie qui était restée muette pendant au moins 20 à 30 ans », explique Marek Nikolajuk de l’Université de Bialystok en Pologne, l’auteur principal de l’article publié dans Astronomy & Astrophysics.

En analysant les caractéristiques de ce rayonnement, les astronomes ont pu déterminer que l’émission venait d’un halo de matière situé autour du trou noir qui se trouve au centre de la galaxie. Ce trou noir était alors en train de s’étirer avant d’essayer de capturer un objet ayant 14 à 30 fois la masse de Jupiter. Cette dimension correspond aux naines brunes, des objets substellaires qui ne sont pas assez massifs pour produire une réaction de fusion de l’hydrogène dans leur cœurs et ne peuvent donc pas devenir des étoiles.

Les auteurs constatent aussi que si la masse de cet objet céleste avait été inférieure, seulement plusieurs fois la taille de Jupiter, dans ce cas l’objet ferait alors partie de la catégorie des planètes géantes gazeuses.

D’après des études récentes, des objets de ce genre flottant librement et ayant une masse planétaire pourraient exister en grand nombre dans les galaxies, après avoir été éjectés de leurs systèmes solaires d’origine à cause des interactions gravitationnelles.

Le trou noir qui se trouve au centre de NGC 4845 a une masse estimée à environ 300 000 fois celle de notre Soleil. Et il aime jouer avec sa proie : La manière avec laquelle l’émission s’est éclairée et s’est effacée montre qu’il y avait une période de deux à trois mois entre le moment où l’objet fut perturbé et le moment où les débris commençaient à se réchauffer aux alentours du trou noir.

Les auteurs estiment que seules les couches extérieures avaient été capturées par le trou noir, correspondant à environ 10% de la masse totale de l’objet, et qu’un cœur plus dense avait été épargné.

   

video http://spaceinvideos.esa.int/Videos/2013/03/Black_hole_eats_a_super-Jupiter

source : http://www.esa.int/fre/ESA_in_your_country/France/Un_Trou_Noir_se_reveille_pour_engloutir_un_objet_celeste

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