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29 mars 2021

Par INFN

Dans un passé récent, les missions spatiales consacrées à l’étude des signaux astrophysiques dans le spectre des hautes énergies ont révélé une série d’excès mystérieux que les modèles théoriques n’avaient pas prédit afin de trouver une explication à ces anomalies. Plusieurs solutions ont été proposées en invoquant L’hypothèse la plus passionnante de l’apport de la matière noire La forme insaisissable et floue de la matière est quatre fois plus abondante que la matière baryonique, pour laquelle les scientifiques n’ont jusqu’ici découvert que les effets de la gravité.

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Deux études théoriques récentes de Mattia de Moreau, chercheur à la division Turin de l’INFN, dont l’une est parue aujourd’hui dans Physical Review D, ont confirmé que cette explication est cohérente avec des excès mesurés, ce qui indique également qu’elle n’a pas été réfutée par d’éventuelles divergences entre les données théoriques Données d’observation Les résultats obtenus sont basés sur une analyse innovante et itérative qui compare les données obtenues au cours des 11 dernières années par le principal instrument de la NASA à bord du Fermi, le Fermi Large Area Telescope (LAT), avec d’autres mesures d’anomalies astronomiques enregistrées par Pamela’s L’orbite et l’expérience du spectromètre magnétique alpha (AMS-02) à bord de la Station spatiale internationale Pamela et AMS sont gérées dans le cadre d’une collaboration internationale dans laquelle l’INFN joue un rôle essentiel.

À partir de 2009, année où les mesures de Fermi ont montré un excès de photons d’énergies égales ou supérieures à 1 GeV (2000 fois la masse d’un électron) provenant du centre de notre galaxie, la communauté astrophysique a tenté d’expliquer la observations de plusieurs façons, y compris Il s’agit de la possibilité de milliers de pulsars faibles près du centre de la galaxie et de la contribution possible des rayons gamma fournis par la matière noire. Ces analyses ont été soumises à une grande incertitude car elles ont indiqué des modèles de ce que l’on appelle un fond de rayons gamma astrophysiques, produit par des rayons cosmiques ou par des sources connues., qui, bien que capable d’inclure une variété spécifique, est sujet à une erreur élevée

Afin de décrire plus précisément les propriétés supplémentaires des rayons gamma et d’évaluer s’ils sont vraiment compatibles avec la matière noire, la nouvelle étude s’est appuyée sur le plus large ensemble de données collectées l’année dernière par LAT et a utilisé une analyse technique. qui réduit l’incertitude dans le contexte physique L’astronome en adoptant plusieurs modèles Mattia de Mauro explique que «la méthodologie d’analyse utilisée a fourni des informations très importantes sur la distribution spatiale du rayonnement gamma en excès, ce qui pourrait expliquer pourquoi les photons à haute énergie ont augmenté au centre de La galaxie. Si l’excès, par exemple, résulte de l’interaction entre les rayons cosmiques et les atomes, alors nous nous attendrions à observer leur plus grande distribution spatiale aux énergies inférieures et leur propagation plus faible aux énergies plus élevées en raison de la diffusion des particules cosmiques. étude confirme que la distribution spatiale de l’augmentation ne change pas en fonction de l’énergie Cet aspect n’a pas été observé auparavant et peut s’expliquer par cette interprétation de la présence de matière noire car nous pensons que les particules qui composent la matière noire corona doit avoir des énergies similaires. L’analyse montre clairement que l’excès de rayons gamma est concentré au centre de la galaxie, ce qui est exactement ce que nous nous attendrions à trouver dans le noyau. La galaxie de la Voie lactée si la matière noire était en fait un nouveau type de particule

Une deuxième étude, qui sera publiée dans la même revue, examine la validité de l’hypothèse de la matière noire à l’aide des prédictions d’un modèle plus large décrivant les interactions possibles des particules avec cette composante insaisissable de l’univers. Un modèle théorique a montré comment l’existence de l’obscurité les particules de matière ne sont pas réfutées par d’autres anomalies enregistrées dans le contexte astrophysique Cela inclut l’augmentation des positrons mesurés par Pamela et AMS-02, si elle est attribuée à un excès de matière noire, et le manque de détection des photons de haute énergie des galaxies naines près de notre propre, dont les mouvements stellaires indiquent la présence de fortes concentrations de matière noire. / p>

De Mauro déclare: «En commençant par le modèle physique développé dans cette deuxième étude, après avoir examiné les différents résultats de l’interaction et de l’annihilation des particules de matière noire, et les alternatives qui précèdent la production de photons de haute énergie, nous avons vérifié quels des probabilités correspondent le mieux aux rayons gamma. L’excès au centre galactique, tout en tenant compte également de l’excès de positrons et du manque de détection des rayons gamma des galaxies naines, a permis de déduire des propriétés précises de la matière noire, des propriétés compatible avec le surplus du centre galactique et les limites supérieures qui existent avec les données d’autres particules.

Limitations de la multidiffusion sur l’interprétation de la matière sombre pour centrer l’excès Galactic Fermi-LAT: arxiv Gazelle / Abs / 210111027 ArXiv: 210111027v1 [Astro Fatahia]

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La matière noire, la voie lactée, la galaxie, le centre galactique, les rayons gamma

Actualités – CA – La matière noire est la source la plus probable des rayons gamma en excès du centre galactique

Source: https://phys.org/news/2021-03-dark-source-excess-gamma-rays.html

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