Danse (médiatique) avec les ombres (spectrales) de la matière noire (ou sombre) ...

Sans commentaire // ou presque (11)

Un sombre et profond mystère, bleu comme la matière noire  
// Est ce que les astrophysiciens ont des preuves que la matière noire existe vraiment? 2006 fut marquée par une annonce qui eut un certain écho médiatique.

L'amas de galaxies 1E 0657-56 [visible ci-dessus] résulte de la collision de deux amas de galaxies. Les 2 blocs roses sont les gaz chauds détectés par [le telescope spatial] Chandra en rayons X et contiennent la majeure partie de la matière normale ou baryonique dans les deux amas. Le bloc en forme de boule du côté droit représente les gaz chauds d'un amas, qui ont traversé les gaz d'un autre amas lors de la collision. Une image optique de Magellan et de Hubble montre les galaxies en orange et blanc. Les zones bleues sont les endroits où les astronomes ont trouvé la plus grande partie de la masse dans les amas. Cette concentration de la masse est détectée en utilisant l'effet de lentille gravitationnelle, par lequel la lumière des objets éloignés est déformée par la matière intervenante. La majeure partie de la matière dans les amas (bleues) est clairement séparée de la matière normale (rose), fournissant le preuve directe que pratiquement toute la matière dans les amas est constituée de matière noire.

Techno-science.net, Découverte de la première preuve directe de la matière noire 22/08/06

L'amas de galaxies 1E0657-56, dit encore le « bullet cluster », est en fait un groupe de deux amas de galaxies entrés en collision il y a 150 millions d’années. Le « bullet cluster », ou encore « amas du boulet » et même « amas de la boulette » pour certains astrophysiciens, est devenu célèbre en 2006. Des chercheurs comme Maxim Markevitch ont annoncé alors qu’il constituait une preuve extrêmement convaincante de l’existence de la matière noire et, au contraire, une objection redoutable contre la théorie MOND invoquée comme explication alternative à cette même matière noire pour les courbes de rotation des galaxies et la stabilité des amas de galaxies.

Futura-Sciences.com Bullet cluster 2006 

We present X-ray and weak lensing observations of the merging cluster system 1E0657−556. Due to the recently collision of a merging subcluster with the main cluster, the X-ray plasma has been displaced from the cluster galaxies in both components. The weak lensing data shows that the lensing surface potential is in spatial agreement with the galaxies (∼ 10% of the observed baryons) and not with the X-ray plasma (∼ 90% of the observed baryons). We argue that this shows that regardless of the form of the gravitational force law at these large distances and low accelerations, these observations require that the majority of the mass of the system be some form of unseen matter. 

Nous présentons des observations en rayons X et via l'effet de lentille gravitationnelle du système d'amas de galaxies en coalescence 1E0657-556. En raison de la collision récente d'un sous-groupe d'amas avec le groupe principal, le plasma émettant en rayons X a été séparé des galaxies de l'amas en deux composantes. Les données par effet de lentille gravitationnelle montre que le potentiel de surface lenticulaire coïncide spatialement avec les galaxies (~ 10% des baryons observés) et non pas avec le plasma émettant en rayons X (~ 90% des baryons observées). Nous soutenons que cela montre que quelle que soit la forme de la loi de force gravitationnelle à ces grandes distances et pour des accélérations faibles, ces observations nécessitent que la majorité de la masse du système soit constituée d'une certaine forme de matière invisible.  

D. Clowea, S. W. Randallb et M. Markevitch, Catching a bullet: direct evidence for the existence of dark matter 15/11/06

Mais est ce que cette preuve peut vraiment être qualifiée de directe? En 2012 la question est manifestement posée par une étude approfondie sur un autre amas de galaxies (Abel 520) qui remet en cause les propriétés de la matière noire lesquelles deviennent donc ... moins claires.

         

Sur cette photo composite on voit en vert les émissions dans le domaine des rayons X vues par Chandra, en bleu la distribution de matière noire déduite par effet de lentille gravitationnelle des observations de la Wide Field Planetary Camera 2 équipant le télescope Hubble, en orange la distribution de lumière stellaire vue par le CFHT associée aux amas de galaxies de Abell 520. © Nasa, Esa, CFHT, CXO, M.J. Jee (University of California, Davis) et A. Mahdavi (San Francisco State University)

Futura-Sciences.com Matière noire : les astrophysiciens sont perplexes devant Abell 520 07/03/12

We present a Hubble Space Telescope/Wide Field Planetary Camera 2 weak-lensing study of A520, where a previous analysis of ground-based data suggested the presence of a dark mass concentration. We map the complex mass structure in much greater detail leveraging more than a factor of three increase in the number density of source galaxies available for lensing analysis. The "dark core" that is coincident with the X-ray gas peak, but not with any stellar luminosity peak is now detected with more than 10 sigma significance. The 1.5 Mpc fi lamentary structure elongated in the NE-SW direction is also clearly visible. Taken at face value, the comparison among the centroids of dark matter, intracluster medium, and galaxy luminosity is at odds with what has been observed in other merging clusters with a similar geometric con guration. To date, the most remarkable counter-example might be the Bullet Cluster, which shows a distinct bow-shock feature as in A520, but no signi cant weak-lensing mass concentration around the X-ray gas. With the most up-to-date data, we consider several possible explanations that might lead to the detection of this peculiar feature in A520. However, we conclude that none of these scenarios can be singled out yet as the de finite explanation for this puzzle.

Nous présentons une étude de l'amas A52 par effet de lentille gravitationnelle grâce à la caméra planétaire 2 à grand champ du télescope spatial Hubble - une précédente analyse à base de données obtenues du sol suggéraient la présence d'une concentration de masse noire. Nous avons cartographié la structure de masse complexe beaucoup plus en détail améliorant d'un facteur trois la densité de galaxies lenticulaires sources disponibles pour l'analyse. Le «noyau sombre» qui coïncide avec le gaz ayant un pic de rayonnant dans les X, mais qui ne coïncide avec aucun pic de luminosité stellaire est maintenant détecté avec une précision statistique au delà de 10 sigma. La structure filamentaire allongée dans la direction NE-SO de 1,5 Mpc de long est aussi clairement visible. À première vue, la comparaison entre les centres de gravité de la matière noire, du milieu intra-amas et de la matière stellaire galactique est en contradiction avec ce qui a été observé dans d'autres groupes d'amas en cours de fusion ayant une configuration géométrique similaire. À ce jour, le plus remarquable contre-exemple pourrait être l'amas du Boulet qui montre une nette onde de chocs, comme dans A520, mais pas de concentration significative de masse- visible par effet de lentilles autour du gaz émettant en X. Avec les données les plus à jour, nous proposons plusieurs explications possibles qui pourraient conduire à la détection de cette particularité de A520. Cependant, nous concluons qu'aucun de ces scénarios ne peut être retenu plus qu'un autre à ce jour pour expliquer cette énigme.

M. J. Jee et al. A STUDY OF THE DARK CORE IN A520 WITH HUBBLE SPACE TELESCOPE: THE MYSTERY DEEPENS 28/02/12

Comme on le voit il n'y a pas de consensus sur la nature exacte de la matière noire ... si ce n'est semble-t-il sur le code (de fausse) couleur (bleue) utilisé pour représenter son hypothétique localisation spatiale sur de spectaculaires images composites !

Apparition et/ou disparition spectrales de la fantomatique matière noire
// ajout du 15/03/13
Un autre exemple de controverses autour de la possible observation indirecte de matière noire au coeur de notre galaxie cette fois :

We discuss the possibility that the recent detection of 511 keV γ-rays from the galactic bulge, as observed by INTEGRAL, is a consequence of low mass (∼MeV) particle dark matter annihilations. We discuss the type of halo profile favored by the observations as well as the size of the annihilation cross section needed to account for the signal. We find that such a scenario is consistent with the observed dark matter relic density and other constraints from astrophysics and particle physics.

Céline Boehm et al, MeV Dark Matter: Has It Been Detected? 06/10/03

Assuming Galactic positrons do not go far before annihilating, a difference between the observed 511 keV annihilation flux distribution and that of positron production, expected from β+-decay in Galactic iron nucleosynthesis, was evoked as evidence of a new source and a signal of dark matter. We show, however, that the dark matter sources cannot account for the observed positronium fraction without extensive propagation. Yet with such propagation, standard nucleosynthetic sources can fully account for the spatial differences and positronium fraction, leaving no new signal for dark matter to explain.

R. E. Lingenfelter et al, IS THERE A DARK MATTER SIGNAL IN THE GALACTIC POSITRON ANNIHILATION RADIATION ? 15/06/09

The high positron production rate required to explain the flux of 511 keV gamma rays from the galactic center has inspired many models in which dark matter creates positrons. These models include the annihilation of light dark matter and scattering of dark matter with excited states (exciting dark matter). We show that existing cosmic microwave background data robustly constrains such models when the annihilation or scattering cross section is not velocity suppressed depending on the model of the galactic dark matter halo. Upcoming data from the Planck mission can exclude the fiducial Via Lactea II halo model, which also provides a good fit to the 511 keV morphology. We additionally find combined constraints on exciting dark matter scattering and annihilation and update constraints on the lifetimes of dark matter excited states. Finally, we apply constraints to models of dark matter decay in which produced positrons fall into the galactic center and produce the 511 keV signal on their annihilation, demonstrating that most of the parameter space of interest is ruled out.

Andrew R. Frey et Nicholas B. Reid, Cosmic Microwave Background Constraints on Dark Matter Models of the Galactic Center 511 keV Signal   16/01/13

La recherche de la matière noire : l'oeuvre au noir du cosmologiste dans son modèle standard ?

// Les échos de(s controverses sur) la matière noire ne parcourent pas seulement les espaces infinis mais (laissent) aussi  (des traces sur) la blogosphère. Dans ce billet par exemple, daté de 2010 et tiré du blog Starts with a Bang! d'Ethan Siegel, ce dernier propose une défense argumentée de l'existence de la matière noire dans le cadre du modèle standard de la cosmologie suite à un évènement médiatique qu'il présente de la façon suivante :

I am compelled to tell you all of this today. Why? Because over in Germany, one of the mostmedia-visible scientists, Pavel Kroupa, has been harping on the galactic-scale successes of MOND, and touting it as a superior alternative to dark matter. In addition to a number of press releases, he’s even started his own blog on the SciLogs network, The Dark Matter Crisis.

His writing is focused on this one issue in many different incarnations: the incorrect predictions of dark matter halos, in the detail of their density profiles, on scales of a single galaxy and smaller.

I’m not saying that there isn’t something to be learned from MOND, but I am saying that it isn’t a better explanation for anything except the dynamics of an individual galaxy than dark matter. But it was designed to explain the dynamics of an individual galaxy. Until you manage to accomplish something else with MOND, I’m not only going to support dark matter, I’m going to keep you honest about your claims of what MOND does and dark matter doesn’t do. It’s important to consider alternatives to the standard theories, to be sure, but not to do it at the expense of all of your evidence.

Ethan Siegel, “The Dark Matter Crisis?” Hardly 23/07/10

La polémique se poursuit jusqu'à ce jour comme on le découvre sur ce billet plus récent du blog The Dark Matter Crisis qui met en cause le précédent blogueur :

Scientists who publish their research in scientific journals, who go through the peer-review process and who in the end publish slightly unorthodox but nonetheless valuable ideas, should not be censored from the science blogosphere.

Unfortunately, this is what happened to our blog, The Dark Matter Crisis.

A popular science blogger demanded that SciLogs.com discontinue our blog and has, for a short time, succeeded. We would like to use this occurrence as an example of the reactions and difficulties faced when doing online communication of controversial science topics. The incident demonstrates why debate in science must be based on objective facts and not be driven by personal opinions. It illustrates the dangers of mixing scientific convictions with personal goals and emotions.

Marcel S. Pawlowski, The Dark Matter Crisis continues: on the difficulties of communicating controversial science 08/03/13

Quand aux chasseurs de matière noire ils ont aussi (au moins) un site internet clairement identifié Dark Matter Hunters grâce auquel on peut s'informer sur les avancées les plus récentes dans le domaine. Dans la rubrique Outreach (vulgarisation) on peut découvrir via l'article le plus récent à ce jour cet intéressant commentaire sur la situation actuelle :

I think the universe is vast. It's often beyond the reach of our instruments and our minds, but we are at a point in time here where we really think we understand it and that we can identify what dark matter is. We have an accounting of the universe and a compelling hypothesis for dark matter. It is not unexpected that the younger generation of scientists wants a more radical solution to dark matter. The older generation developed the WIMP hypothesis, and this is our solution and we want to see it come true. The younger generation wants the excitement of solving a problem.

Michael Turner 10/2012

Les dernières nouvelles de la matière noire  ...
... avant celles d'AMS 02 (?) et de Planck qui ne devraient plus tarder .