Les étoiles d’antimatière peuvent être cachées dans la Voie lactée

28/04/2021 à 08h00 CEST

Des chercheurs de l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), en France, ont identifié pour la première fois un ensemble d’étoiles d’antimatière présentes dans la Voie lactée.

Ils ont découvert quatorze flashs dans une carte des rayons gamma du ciel qui pourraient révéler l’existence d’antistars dans notre galaxie.

La découverte est une double surprise: d’une part, parce que, selon les modèles cosmologiques, on croyait jusqu’à présent que l’Univers ne contenait pas de quantités substantielles d’antimatière.

D’autre part, parce que, même sachant que dans une région de l’Univers il peut y avoir suffisamment d’antimatière pour former des antistars, nous n’avons jamais supposé qu’ils pouvaient être proches de nous.

Nous avons cru que ni sur Terre, ni dans notre système solaire, ni même dans la Voie lactée, il n’y avait des quantités suffisantes d’antimatière pour constituer une menace pour la vie sur notre planète.

Nous avons maintenant découvert qu’il existe suffisamment d’antimatière dans notre propre voisinage cosmique pour créer des étoiles avec la capacité hypothétique de détruire des étoiles ou des corps célestes de matière.

À proximité de la maison!

À proximité de la maison!Les quatorze flashs détectés émettent un type de rayon gamma qui n’est produit que lorsque l’antimatière rencontre la matière normale et s’annihile mutuellement.

C’est ce qui semble se passer dans notre quartier, préviennent les chercheurs dans un article publié dans la revue Physical Review D.

L’antimatière est une forme de matière composée d’antiparticules dont la caractéristique fondamentale est qu’elles ont une charge électrique opposée à celle des particules.

Lorsque la matière et l’antimatière entrent en contact, ils se transforment tous deux en photons de haute énergie et produisent des rayons gamma, comme ceux détectés dans les quatorze flashs de la Voie lactée.

Au début, on pense que l’univers contenait la même quantité de matière que l’antimatière, mais pour des raisons inconnues, la matière a fini par dominer l’antimatière.

Nous n’avons jamais trouvé de grandes structures d’antimatière dans l’univers, qui pourraient former des étoiles, des galaxies, des planètes et même des êtres vivants composés d’antimatière.

Sujet connexe: L’antimatière est aussi quantique

Premiers signes

Premiers signesMais nous les recherchons: depuis 2011, l’expérience du Spectromètre Magnétique Alpha 2 (AMS-02), installée à bord de la Station Spatiale Internationale (ISS), suit l’univers pour détecter des matières exotiques en mesurant les rayons cosmiques.

En 2018, AMS-02 a détecté plusieurs noyaux d’anthelion, suggérant qu’une certaine antimatière originale a survécu dans l’univers pour former des antistars et même des antigalaxies.

Après dix ans d’observations de rayons gamma détectés par le télescope spatial Fermi, qui à une altitude de 550 kilomètres couvre tout le ciel plusieurs fois par jour, les chercheurs de l’IRAP ont reconnu des rayons gamma spécifiques qui révèlent l’existence d’éventuels antistars sur la Via Milky .

Parmi les 5 787 sources de rayons gamma identifiées, 14 points lumineux ont émis des rayons gamma avec des énergies d’annihilation matière-antimatière.

Pour cette raison, les auteurs de cette recherche sont convaincus que ces rayonnements gamma ne sont pas dus à d’autres phénomènes astrophysiques, comme un pulsar ou un trou noir.

Sont cachés

Sont cachésIls considèrent même que, bien que seul un antistar proche ait pu produire l’anthelion détecté par AMS-02, il pourrait y avoir une source de rayons gamma plus intense qui serait située au-delà du centre galactique, où ils supposent que plus d’étoiles d’antimatière se cachent.

Les chercheurs calculent, sur la base des données collectées, que, dans notre galaxie, qui abrite entre 100 et 400 milliards d’étoiles, il n’y aurait qu’un seul antistar pour 400 000 étoiles de matière. Au-delà du centre galactique, le rapport atteint un antistar pour 10 étoiles de la matière.

Dans tous les cas, les auteurs de la recherche soulignent qu’il s’agit de résultats préliminaires et qu’il n’est toujours pas possible d’être complètement sûr qu’il existe des étoiles d’antimatière dans la Voie lactée.

Ils considèrent également que son existence hypothétique n’explique pas le grand mystère non résolu: pourquoi la matière domine l’antimatière dans tout l’univers connu.

Référence

RéférenceContraintes sur la fraction antistar dans le voisinage du système solaire du catalogue de sources de rayons gamma du télescope de grande surface Fermi à 10 ans. Simon Dupourqué, Luigi Tibaldo et Peter von Ballmoos. Phys. Rev. D 103, 083016, 20 avril 2021. DOI: https: //doi.org/10.1103/PhysRevD.103.083016

Image du haut: 14 sources de rayons gamma célestes (les points colorés sur cette carte de tout le ciel de la Voie lactée; le jaune indique des sources lumineuses et le bleu montre des sources faibles) peuvent provenir d’étoiles faites d’antimatière. SIMON DUPOURQUÉ / IRAP