Malgré décennies de recherche, personne n’a encore percé le mystère de la matière noire. Une hypothèse pour l’expliquer repose sur un étrange x-rays émanant de galaxies éloignées et d’amas de galaxies, bUn nouveau papier semble exclure la matière noire comme produisant ces mystérieuses radiographies.
La façon dont les objets distants de l’univers interagissent implique qu’il y a beaucoup plus de masse que ce que les scientifiques peuvent réellement voir—Peut-être cinq à six fois de plus. Les chercheurs appellent ce truc inexpliqué la matière noire. En 2014, les scientifiques ont découvert une «ligne de rayons X non identifiée» dans des galaxies et des amas de galaxies éloignés, c’est-à-dire une source d’émission de rayons X avec une énergie constante. Tles héritiers se sont vite rendu compte que cette ligne pouvait s’expliquer par l’énergie libérée lors de la candidat populaire à la matière noire, appelé neutrino stérile. Une équipe de scientifiques pense qu’ils ont exclu la matière noire pour expliquer cette ligne, autres vouloir plus de preuves avant de pouvoir être convaincus.
En février 2014, une équipe de scientifiques dirigée par Esra Bulbul, astrophysicienne au Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics, a signalé la détection des émissions de rayons X non identifiées dans les données provenant de 73 amas de galaxies par le télescope XMM-Newton. Cette émission, maintenant appelée ligne de rayons X non identifiée à 3,5 keV après son énergie de 3,5 kilo-électron-volts, a persisté dans les observations de suivi des galaxies et des amas de galaxies. Les théoriciens ont réalisé qu’un candidat pour expliquer candidat à la matière noire, l’hypothèse neutrino stérile, pourrait produire cette émission de rayons X si elle se désintégrait.
Mais comment pouvez-vous confirmer ou exclure matière noire comme cause de la radiographie ligne? Eh bien, un halo de matière noire devrait entourer le centre de notre galaxie, la Voie lactée. Si les désintégrations stériles des neutrinos produisaient ces rayons X et étaient la principale composante de la matière noire, alors toute image d’espace vide prise par un télescope pointait vers le supposé halo devrait révéler la présence de cette ligne non identifiée.
Un nouveau papier par des astronomes de l’Université du Michigan et de l’Université de Californie, Berkeley, fait exactement cela. Les scientifiques ont compilé des données à ciel ouvert à partir de 752 observations, totalisant plus de 30 millions de secondes d’observation sur l’espace XMM-Newton télescope. Ils n’ont vu aucune preuve de la ligne dans notre galaxie, et, selon le papier publié aujourd’hui dans Science, ils «Exclure» la matière noire en décomposition l’interprétation de la ligne vue dans les galaxies lointaines.
« Si cette ligne de 3,5 Kev venait de la matière noire, puisqu’il y a de la matière noire dans notre propre galaxie, nous aurions dû la voir, et nous ne l’avons pas fait,», A déclaré Benjamin Safdi, professeur adjoint à l’Université du Michigan, à Gizmodo. «Cela aurait dû être très clair, car il s’agit d’un moyen puissant de rechercher la matière noire; ça devrait être évident, et ce n’était pas là du tout. Cela a donc mis un clou assez définitif dans le cercueil pour cette ligne issue de la matière noire, malheureusement. »
Mais lorsque ce document est apparu pour la première fois sur le serveur de préimpression physique arXiv il y a plus d’un an, certains les physiciens ont contesté ses résultats. Une équipe dirigée par l’astrophysicien Alexey Boyarsky à l’Université de Leiden a trouvé preuve de la ligne dans les observations XMM du halo de la voie lactée. Boyarsky a déclaré à Gizmodo que le nouveau journal était « complètement faux ». Il était en désaccord avec la façon dont le nouveau papier traitait les antécédents de XMM-Newton, ce qui signifie les données qu’il enregistre qui ne sont pas le signal, et a dit que cela obscurcissait le signal que son équipe avait vu.
Le professeur de physique et d’astronomie Kevork Abazajian de l’Université de Californie, Irvine, pensait qu’il s’agissait de sélectionner les données …que la gamme de fréquences recherchée par l’équipe était trop mince, ce qui pouvait potentiellement supprimer le signal. « Le court est, ils n’ont pas suffisamment d’informations pour tirer une conclusion solide », a-t-il déclaré.
Nicholas Rodd, un autre co-auteur du nouveau journal, a déclaré à Gizmodo par e-mail qu’il était au courant des préoccupations de Boyarsky et d’autres concernant le papier. Il convient que les différences se trouvent dans les statistiques mais dit que «l’équipe Boyarsky nous a suggéré plusieurs modifications que nous pourrions apporter à notre analyse et à d’autres cadres d’analyse. Les exemples incluent la modélisation de lignes instrumentales spéculatives, parmi beaucoup d’autres. Nous avons effectué chacun de ces contrôles… et à chaque fois notre analyse reste robuste: No une ligne émerge, et l’explication de la matière noire pour la ligne 3,5 keV reste exclue. «
Certains les scientifiques non impliqués dans l’étude étaient d’accord avec les résultats, étant donné la grande quantité de données incluses. « Une chose que je pense qu’ils ont bien fait, c’est de montrer s’ils injectent ce signal de décomposition de la matière noire, s’ils ont truqué ce signal dans l’ensemble de données, la méthode serait en mesure de le récupérer », a déclaré à Gizmodo Kerstin Perez, professeur de physique au MIT. Et pourtant, leur analyse n’a toujours pas vu le signal. «Je pense que c’est assez convaincant», a-t-elle déclaré.
Tesla Jeltema, unessociate pprofesseur de physique à L’Université de Californie, Santa Cruz, a déclaré à Gizmodo dans un e-mail que ce nouveau document, ainsi que les documents qui avaient découvert la ligne, étaient tous des analyses très minutieuses des données. Mais, a déclaré Jeltema, «Peu importe qui vous pensez être« juste », s’il y avait une telle chose, je dirais que si vous pouvez modéliser les données de différentes manières raisonnables et parfois vous obtenez un excès et parfois vous ne le faites pas , les preuves de la nécessité d’une nouvelle physique ne sont pas là. » En d’autres termes, si la présence ou l’absence d’un phénomène dépend fortement du modèle statistique que vous utilisez, il n’y a aucune preuve solide que la matière noire en soit la cause.
Bulbul a déclaré à Gizmodo qu’elle ne pensait pas que l’article scientifique était la fin de l’histoire de la ligne 3,5 keV. Elle a dit qu’il était extrêmement difficile de modéliser les arrière-plans de XMM-Newton, donc produire une analyse de l’espace vide est difficile, que les rayons X soient présents ou non. Elle attend avec intérêt les observations des Télescope eROSITA et du télescope XRISM dont le lancement est prévu en 2022, ce qui devrait être capable pour confirmer si la ligne est due à la matière noire ou simplement à un phénomène astrophysique non enregistré. « Jusque là, Je ne serai pas convaincue que la ligne de matière noire en décomposition est exclue », a-t-elle déclaré.
L’équipe derrière le nouveau journal a déclaré à Gizmodo qu’elle prévoyait de continuer à balayer la gamme de fréquences pour détecter des signaux de rayons X dans les données du ciel vierge, à la fois avec XMM-Newton et avec les télescopes à venir.
Regardless, il est clair que de nombreuses personnes sur le terrain ne sont pas prêts à abandonner la matière noire en décomposition comme cause des rayons X non identifiés pour l’instant.
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