Les astronomes américains ont découvert que le mystérieux rayonnement gamma émanant du centre de la Galaxie n'est pas associé aux désintégrations de la matière noire, mais à plusieurs centaines de pulsars. Ceci est indiqué dans un article envoyé à la publication dans l'Astrophysical Journal.
«Nos observations montrent que la matière noire n'est pas nécessaire pour expliquer pourquoi nous voyons un excès de rayonnement gamma émanant du centre de notre galaxie. Nous avons trouvé une importante population de pulsars dans les régions entourant le centre de la Voie lactée, ce qui nous a fait jeter un regard neuf sur l'histoire de sa formation », explique Mattia Di Mauro de l'Université de Stanford (USA).
Depuis plusieurs années maintenant, Di Mauro et d'autres scientifiques de la collaboration Fermi étudient l'un des mystères les plus importants de la Galaxie - pourquoi sa partie centrale produit sensiblement plus de rayonnement gamma dans la partie haute énergie du spectre que ne le prédisent les calculs basés sur la densité de distribution des étoiles et l'activité au centre du noir des trous.
Ce phénomène, découvert par le télescope de Fermi en 2009, a conduit de nombreux scientifiques à penser que l'excès de rayons gamma est une conséquence de la désintégration des particules de matière noire au centre de la Voie lactée. Par conséquent, les astrophysiciens et les cosmologistes surveillent constamment la partie centrale de la galaxie, essayant de confirmer ou de nier cette idée, et recherchent également des traces similaires de rayonnement gamma dans les noyaux d'autres galaxies.
Du point de vue de l'astrophysique, pour le réfuter, il faut montrer que les photons gamma du centre de la Voie lactée volent vers nous à partir de sources lumineuses ponctuelles, qui peuvent être des pulsars ou d'autres objets compacts. S'ils sont générés par des particules de matière noire en décomposition, le rayonnement en excès sera uniformément réparti dans le ciel.
Di Mauro et d'autres astronomes travaillant avec Fermi ont failli résoudre le casse-tête gamma de la Voie lactée, après avoir trouvé environ quatre cents pulsars émettant dans la gamme gamma dans des images du centre galactique. La clé de la découverte était de nouveaux algorithmes pour améliorer la qualité de l'image, grâce auxquels les scientifiques ont pu pour la première fois «voir» les sources ponctuelles de la lueur du pulsar.
Comme l'a noté Di Mauro, les pulsars diffèrent des autres sources de rayonnement gamma (supernovae, noyaux galactiques actifs et gaz ionisé) en ce que la structure du spectre de leur rayonnement dépend fortement de l'endroit où se trouve le pic lumineux dans la gamme gamma.
Guidés par cette idée, les scientifiques ont analysé les dernières images du centre galactique, obtenues avec l'instrument LAT à bord de Fermi, et ont trouvé environ quatre cents pulsars à la périphérie du noyau de la Voie lactée. Les astronomes sont sûrs à cent pour cent de l'existence de 66 d'entre eux. Au total, comme le montrent les calculs de di Mauro et de ses collègues, il pourrait y avoir environ 1300 pulsars au centre de la Galaxie, dont le rayonnement gamma suffira à expliquer l'anomalie découverte par Fermi il y a près de dix ans.
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Comme le note le scientifique, la découverte d'un si grand nombre de pulsars gamma a été une relative surprise pour son équipe. Les pulsars - les restes d'étoiles mortes depuis longtemps qui ont épuisé leurs réserves d'hydrogène et d'hélium - vivent dans cet état pendant une période relativement courte selon les normes cosmiques, environ cinq à dix millions d'années.
D'autre part, le centre galactique est l'une des parties les plus anciennes de la Voie lactée, et il est hautement improbable que tous ces pulsars se soient formés au cours des 10 derniers millions d'années. Ceci, selon Di Mauro, suggère que la plupart des pulsars gamma n'y vivent pas seuls, mais en compagnie d'une autre étoile, dont ils volent périodiquement la matière afin de «tourner» eux-mêmes.
Cela signifie-t-il que la matière noire n'existe pas? Comme le souligne Di Mauro, la découverte indique seulement que les particules de matière noire ne se désintègrent pas au centre des galaxies et se comportent différemment de ce que l'on pensait auparavant. Dans un proche avenir, l'équipe de Fermi prévoit de mener des observations plus détaillées de ces pulsars à l'aide de radiotélescopes au sol capables de capter leurs pulsations et de prouver enfin que la matière noire n'est pas responsable de l'excès de rayons gamma.
