Quelque part au-delà de la lueur familière de la Voie lactée, la matière pourrait rencontrer son image miroir dans un acte spectaculaire d’annihilation cosmique. Une étude récente suggère que notre galaxie pourrait fuir l’antimatière dans l’immensité sombre de l’espace intergalactique, où ces particules insaisissables entrent en collision avec la matière ordinaire et disparaissent dans des flashs d’énergie.
Une équipe d’astronomes aurait peut-être détecté la signature gamma produite lorsque des particules d’antimatière, ou positrons, entrent en collision avec des électrons en dehors de la Voie lactée pour la première fois. Les résultats, publiés dans Astronomy & Astrophysics, pourraient offrir un aperçu rare d’un processus caché qui se déploie aux confins de notre foyer galactique.
Annihilation totale
L’antimatière est, en un sens, l’image miroir de la matière ordinaire. Chaque particule fondamentale possède une contrepartie antimatière ayant la même masse mais une charge électrique opposée ou d’autres propriétés inversées.
Lorsque l’antimatière rencontre sa version matérielle, les deux particules peuvent s’annihiler, convertissant leur masse en énergie, généralement sous forme de photons gamma—une lumière extrêmement énergétique dotée d’une énergie caractéristique de 511 kiloelectronvolts (keV). Les scientifiques peuvent utiliser ces rayons gamma comme indices pour localiser l’antimatière.
En utilisant les données du télescope INTEGRAL de l’Agence spatiale européenne (ESA), les chercheurs derrière cette étude ont dressé une carte détaillée de l’émission 511 keV de la Voie lactée.
La majorité des signaux provenait des régions centrales de la galaxie. Cela posait un problème : il semblerait y avoir beaucoup plus de positrons s’annihilant que prévu. Les sources connues derrière ces signaux, notamment les trous noirs, les étoiles à neutrons et d’autres objets extrêmement énergétiques, ne pouvaient pas expliquer le nombre de positrons que la Voie lactée semble produire.
La grande fuite
La vaste population de particules d’antimatière dans la Voie lactée a longtemps intrigué les astronomes. La nouvelle étude, toutefois, propose une explication.
Les chercheurs avancent que les positrons seraient produits à l’intérieur de la Voie lactée et s’échapperaient ensuite dans l’espace intergalactique. Là, ils rencontrent leur contrepartie matière et s’annihilent. Cela expliquerait pourquoi les astronomes ont sous-estimé la quantité d’antimatière présente dans la galaxie.
Les astronomes estiment le taux de production de positrons dans la Voie lactée en observant les lieux où ils s’annihilent. Si certains positrons parviennent à s’échapper de la Voie lactée et à rencontrer leur destinée en dehors de la galaxie, alors ils ne seraient pas pris en compte dans les bilans.
L’étude suggère que la Voie lactée produit beaucoup plus d’antimatière que ce qui était estimé auparavant. Des observations futures utilisant le spectromètre et imager Compton (Compton Spectrometer and Imager) de la NASA, un nouveau télescope à rayons gamma prévu pour un lancement en 2027, pourraient aider à confirmer les signaux faibles et à mieux déterminer le compte d’antimatière de la galaxie.
