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Qu'est-ce que la matière noire ?

Les MACHOs, des candidats à la matière noire parmi d'autres ?


Deux types de scénarios sont envisagés pour expliquer cette masse cachée. (1) La matière noire pourrait être sous la forme de matière ordinaire ou baryonique. Les mécanismes de formation de la matière baryonique lors des premières minutes de l'univers sont bien compris, et sont connus sous le terme de nucléosynthèse primordiale. On sait que l'on produit plus de matière baryonique que ce que l'on voit, il doit donc y avoir au moins une composante de matière noire baryonique. Pour que ce type de candidat n'ait pas été détecté à ce jour, il faut qu'il soit bien caché. Ce pourrait être sous la forme d'objets compacts (ou Machos - MAssive Compact Halo Objects) comme des naines brunes (étoiles avortées ou loupées avec une masse M < 0.8 Mo , i.e. des Jupiters), ou des résidus d'étoiles (naines blanches ?). Un autre candidat baryonique sérieusement envisagé est du gaz moléculaire extrêmement froid (sinon il aurait déjà été détecté), comme le propose F. Combes. (2) La seconde alternative séduisante par d'autres aspects serait que cette matière noire soit constituée de particules exotiques qui n'interagiraient pas ou très faiblement avec la matière ordinaire. Il s'agit de matière non-baryonique ou WIMPs - Weakly Interactive Massive Particules, mauviettes en français. Des bons candidats sont par exemple les particules super-symétriques qui sont aujourd'hui activement recherchées au CERN avec le boson de Higgs. Ces particules sont extrêmement difficiles à détecter, ce qui en fait de bons candidats à la matière noire, mais ne facilite pas leur détection. - Si elles constituent la matière noire, ces particules sont très abondantes, mais nous ne les voyons pas car elles interagissent très faiblement avec la matière qui nous compose, i.e. elles ne font que passer. Les recherches de WIMPs sont particulièrement ardues et exigent la mise au point de détecteur extrêmement sensibles pour avoir une chance de détecter ces candidats à la matière noire.

Au cours de la dernière décennie, les Machos ont été activement recherchés. Dans cet exercice, nous allons illustrer la démarche utilisée pour détecter des Machos Pour que ces objects soient de bons candidats il faut qu'ils soient extrêmement difficiles à détecter dans l'ensemble du domaine spectral. Il faut donc trouver des astuces pour les détecter indirectement. Ainsi, B. Paczynski a proposé en 1986 d'utiliser l'effet de microlentille pour détecter de façon indirecte des Machos L'effet de microlentille se classe dans la catégorie des mirages gravitationnels.