Les « superbulles cosmiques » dévoilent de nouveaux indices sur l’origine de la matière noire

Il existe dans l’Univers de nombreux éléments qui nous sont actuellement hors de portée, et qui pourraient pourtant générer des évènements d’une ampleur sans pareille. Parmi ces éléments figurent les superbulles cosmiques. Nées de supernovas massives, ces superbulles recèlent des informations importantes pour notre compréhension de l’Univers.

Qu’est-ce qu’une superbulle cosmique ?

Comme de nombreuses choses dans l’Univers, les étoiles ne sont pas éternelles, et lorsqu’elles arrivent à leur fin de vie, elles subissent ce qu’on appelle une supernova. Ainsi, une supernova peut être définie comme étant la mort d’une étoile. Elle est notamment caractérisée par une explosion phénoménale de l’étoile, accompagnée d’une augmentation très importante de sa luminosité. Mais le plus impressionnant avec les supernovas, c’est la puissance de l’explosion. Et, bien évidemment, une telle déflagration n’est pas sans conséquence.

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Si une seule supernova peut déjà entraîner tout un tas d’évènements cosmiques titanesques, que se passerait-il si plusieurs supernovas se produisaient en même temps dans une même zone ? En premier lieu, il faut savoir que l’explosion d’une étoile massive peut aboutir à la formation de ce que les astronomes appellent des « superbulles ». Une superbulle est une énorme cavité cosmique dont la densité est moins importante que le milieu interstellaire environnant.

Ces cavités géantes se forment notamment grâce à l’impulsion de l’explosion d’une supernova sur le vent stellaire. Dans certains cas, ces superbulles cosmiques ne sont pas générées uniquement à la suite de l’explosion d’une étoile massive, mais aussi en raison de plusieurs supernovas dans le même milieu interstellaire. Dans le domaine de l’astrophysique, le plus important au sujet des superbulles, c’est leur densité. Dans la mesure où une superbulle a une densité légèrement inférieure à celle de son environnement, elle crée de minuscules différences gravitationnelles dans les régions qui l’entourent.

Quel lien avec la matière noire ?

Il est important de comprendre que ces différences gravitationnelles ont une influence sur les étoiles, mais aussi sur la matière noire qui les traverse. C’est ce que les scientifiques de l’université de Tartu en Estonie ont constaté d’après les résultats de leur étude prépubliés sur arXiv. En réalisant des simulations informatiques de superbulles, ils ont constaté que ces dernières pouvaient agir comme une source de friction ralentissant la vitesse de rotation des étoiles et de la matière noire, et ce, à environ 4 % par milliard d’années.

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Au cours de la durée de vie d’une galaxie, cela peut signifier une perte d’environ la moitié de l’énergie de rotation totale d’une galaxie, affectant considérablement les orbites des étoiles et de la matière noire. Autrement dit, ces superbulles peuvent amener une galaxie au chaos. Ces découvertes donnent aux scientifiques de nouveaux indices sur la véritable nature de la matière noire. Il est utile de rappeler que la matière noire est une matière hypothétique – mais dont l’existence est largement acceptée dans la communauté scientifique – qui est probablement constituée de particules élémentaires inconnues.

La matière noire serait dépourvue de charge électrique, n’interagirait quasiment pas avec les autres matières, mais serait tout de même sensible à la gravité. Dans le domaine de l’astrophysique, la compréhension de la matière noire est très importante. Ainsi, des études comme celle-ci – qui apporte le moindre indice sur ce qu’est réellement la matière noire et la manière dont elle se comporte – sont capitales, même si elles ne se basent que sur des simulations informatiques. Par ailleurs, le détecteur de matière noire le plus sensible au monde livre ses premiers résultats.