Dans une récente étude encore en attente de révision (voir références et abstract ci-dessous) des astronomes proposent l’hypothèse selon laquelle il pourrait exister dans l’Univers un monde invisible constitué de matière noire. Cette matière, qui ne réagit pas à la lumière mais exerce une influence gravitationnelle sur la matière ordinaire, représenterait environ 80 % de la masse de chaque galaxie. Selon cette hypothèse, la matière noire pourrait être aussi riche et diversifiée que celle de l’Univers visible.
Des théories en physique de haute énergie suggèrent en effet l’existence d’un univers miroir, où chaque particule de matière normale aurait son équivalent dans le secteur noir : électrons noirs, quarks noirs, neutrinos noirs, etc. Ces particules interagiraient entre elles via leurs propres forces fondamentales, totalement étrangères aux forces que nous connaissons dans la matière ordinaire.
Les auteurs de l’étude avancent l’idée que des « étoiles miroirs » pourraient se former à partir de la matière noire, dans un processus similaire à la formation des étoiles ordinaires. Ces étoiles miroirs émettraient une radiation invisible pour nous, sous forme de photons noirs. Malgré leur invisibilité, ces étoiles exerceraient une force gravitationnelle, attirant la matière et la poussière interstellaires ordinaires.
Ces accumulations de matière ordinaire, nommées « pépites » ou nuggets par les chercheurs, émettraient un rayonnement semblable à celui des étoiles normales, mais avec des caractéristiques distinctes. Ces pépites seraient très rouges et peu lumineuses, n’ayant pas les hautes températures des étoiles ordinaires. De plus, les auteurs affirment qu’elles émettraient une lumière dans des longueurs d’onde différentes de celles des nébuleuses planétaires typiques.
Bien que l’idée d’un univers miroir relève encore de l’hypothèse, elle reste scientifiquement testable. Si de telles étoiles existent, nous pourrions les détecter grâce à des observations astronomiques sensibles et à grande échelle. Les instruments nécessaires devraient être bientôt disponibles.
La recherche sur la matière noire, avec ses étoiles miroirs et pépites, ouvre des perspectives nouvelles fascinantes sur notre compréhension de l’Univers et pourrait changer notre approche de la cosmologie. Découvrirons-nous un jour que chacun d’entre nous aurait un double (évidemment invisible), constitué de matière noire ?
Mais n’est-pas ce que suggèrent, depuis la nuit des temps, toutes les religions humaines ?
Référence
[Submitted on 29 Nov 2023]
Electromagnetic Signatures of Mirror Stars
Isabella Armstrong, Berkin Gurbuz, David Curtin, Christopher Matzner
Mirror Stars are a generic prediction of dissipative dark matter models, including minimal atomic dark matter and twin baryons in the Mirror Twin Higgs. Mirror Stars can capture regular matter from the interstellar medium through extremely suppressed kinetic mixing interactions between the regular and the dark photon. This accumulated « nugget » will draw heat from the mirror star core and emit highly characteristic X-ray and optical signals. In this work, we devise a general parameterization of mirror star nugget properties that is independent of the unknown details of mirror star stellar physics, and use the Cloudy spectral synthesis code to obtain realistic and comprehensive predictions for the thermal emissions from optically thin mirror star nuggets. We find that mirror star nuggets populate an extremely well-defined and narrow region of the HR diagram that only partially overlaps with the white dwarf population. Our detailed spectral predictions, which we make publicly available, allow us to demonstrate that optically thin nuggets can be clearly distinguished from white dwarf stars by their continuum spectrum shape, and from planetary nebulae and other optically thin standard sources by their highly exotic emission line ratios. Our work will enable realistic mirror star telescope searches, which may reveal the detailed nature of dark matter.
| Subjects: | High Energy Astrophysical Phenomena (astro-ph.HE); Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO); Astrophysics of Galaxies (astro-ph.GA); Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR); High Energy Physics – Phenomenology (hep-ph) |
| Cite as: | arXiv:2311.18086 [astro-ph.HE] |
| (or arXiv:2311.18086v1 [astro-ph.HE] for this version) |
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