Considérée comme constituant 85 % de la matière de l’univers, la matière noire n’est pas lumineuse et sa nature n’est pas bien comprise. Alors que la matière normale absorbe, réfléchit et émet de la lumière, la matière noire ne peut pas être vue directement, ce qui la rend plus difficile à détecter. Une théorie appelée « matière noire auto-interactive », ou SIDM, propose que les particules de matière noire interagissent elles-mêmes par l'intermédiaire d'une force obscure, entrant fortement en collision les unes avec les autres à proximité du centre d'une galaxie.Le SIDM pourrait simultanément expliquer deux énigmes astrophysiques dans des extrêmes opposés :
- Le premier est un halo de matière noire à haute densité dans une galaxie elliptique massive qui a été détecté grâce à l'observation d'une forte lentille gravitationnelle, et sa densité est si élevée qu'elle est extrêmement improbable dans la théorie dominante de la matière noire froide.
- La seconde est que les halos de matière noire des galaxies ultra-diffuses ont des densités extrêmement faibles et qu'ils sont difficiles à expliquer par la théorie de la matière noire froide.
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