Une équipe de chercheurs, comprenant des physiciens et des astronomes de l’UvA, a étudié les rayons gamma causés par la naine du Sagittaire, une petite galaxie voisine de notre Voie lactée. Ils ont montré que tous les rayonnements gamma observés peuvent être expliqués par des pulsars millisecondes et ne peuvent donc pas être interprétés comme une signature irréfutable de la présence de matière noire. Les résultats ont été publiés dans Nature Astronomy cette semaine.
Le centre de notre galaxie souffle une paire de bulles colossales de rayonnement gamma (les constructions magenta dans l’image ci-dessus) qui s’étendent sur 50 000 années-lumière. Découvert avec le télescope spatial Fermi à rayons gamma il y a une dizaine d’années, la source de ce phénomène en forme de sablier reste incertaine.
Ces bulles de Fermi sont patchées de quelques sous-structures énigmatiques d’émission de rayons gamma très brillantes. L’un des factors les furthermore brillants, le soi-disant cocon de Fermi, se trouve dans le lobe sud et on pensait à l’origine qu’il était dû aux explosions passées du trou noir supermassif de la Galaxie.
Une équipe comprenant Oscar Macias de l’Université d’Amsterdam et Kavli IPMU et Roland Crocker de l’Université nationale australienne a analysé les données des télescopes spatiaux GAIA et Fermi pour révéler que le cocon de Fermi est en fait dû à l’émission de la galaxie naine du Sagittaire.
Cette galaxie satellite de la Voie lactée est vue à travers les bulles de Fermi depuis notre place sur Terre. En raison de son orbite étroite autour de notre galaxie et de ses passages précédents à travers le disque galactique, il a perdu la majeure partie de son gaz interstellaire et nombre de ses étoiles ont été arrachées de son noyau en flux allongés.
Étant donné que le nain Sagittaire est complètement au repos — il n’a pas de gaz et pas de pépinières stellaires — il n’y a que quelques possibilités pour son émission de rayons gamma, y compris
(1) une population de pulsars millisecondes inconnus ou
(2) annihilations de matière noire.
Les pulsars millisecondes sont les restes de certains varieties d’étoiles, nettement moreover massives que le Soleil, qui se trouvent dans des systèmes binaires proches, et qui font maintenant exploser des particules cosmiques en raison de leurs énergies de rotation extrêmes. Les électrons tirés par des pulsars millisecondes entrent en collision avec des photons à faible énergie du fond diffus cosmologique, les propulsant pour devenir un rayonnement gamma à haute énergie.
Crocker, Macias et leurs collaborateurs ont démontré de manière convaincante que le cocon de rayons gamma est expliqué par des pulsars millisecondes chez la naine du Sagittaire, et que l’hypothèse de la matière noire est fortement défavorisée. Cette découverte met en lumière les pulsars millisecondes en tant qu’accélérateurs efficaces d’électrons et de positrons hautement énergétiques. Cela suggère également que des processus physiques similaires pourraient être en cours dans d’autres galaxies satellites naines de la Voie lactée. Ceci est très essential car or truck les chercheurs sur la matière noire ont longtemps cru qu’une observation des rayons gamma d’un satellite nain serait une signature irréfutable pour l’annihilation de la matière noire.
Cette étude oblige à réévaluer les capacités d’émission à haute énergie des objets stellaires au repos, tels que les galaxies sphéroïdales naines, et leur rôle en tant que cibles principales pour les recherches d’annihilation de la matière noire.