Catégorie : Divers

Comme beaucoup de galaxies, la Voie Lactée comporte en son cœur un trou noir supermassif, nommé Sagittarius A.. Sa masse es t estimée à 4 millions de fois celle du Soleil. Il exerce une attraction gravitationnelle considérable sur les étoiles environnantes, dites  étoiles de type S, les faisant évoluer à des vitesses vertigineuses.

Ce qui rend ces étoiles encore plus mystérieuses, c’est leur comportement inhabituel et leur jeunesse apparente, surtout dans une région de la galaxie où l’on s’attendrait à ce qu’elles soient plus âgées. Ces objets situés à environ une année-lumière du centre galactique semblent ainsi contredire les lois stellaires habituelles.

Pour expliquer cette énigme, des astronomes formulent une hypothèse déroutante. Normalement, les étoiles brillent en brûlant de l’hydrogène par fusion nucléaire, un processus qui produit de l’hélium ainsi que l’énergie nécessaire pour contrebalancer leur propre gravité.

Selon eux, ces étoiles dites de type S semblent tirer leur énergie d’une source différente : l’annihilation de la matière noire. Ce phénomène exotique, où des particules de matière noire et d’antimatière noire s’annihilent pour produire de l’énergie, pourrait alors prolonger leur période d’activité, éloignant ainsi ces étoiles de la séquence principale du diagramme de Hertzsprung-Russ:

En d’autres termes, les étoiles de l’amas S ne suivraient pas la voie habituelle de l’évolution stellaire, où la fusion nucléaire de l’hydrogène en hélium est la principale source d’énergie. Au lieu de cela, leur jeunesse apparente et leur comportement inhabituel pourraient être expliqués par leur dépendance à la matière noire comme source d’énergie, contournant ainsi les processus stellaires conventionnels.

Cette idée est soutenue par une nouvelle étude appuyée par des simulations informatiques. Les modèles des chercheurs montrent en effet que dans les régions où la matière noire est dense, les étoiles peuvent effectivement maintenir leur équilibre en brûlant moins ou pas du tout d’hydrogène, grâce à l’énergie fournie par la matière noire.

Les futurs télescopes pourraient permettre d’observer cette région avec une résolution inédite, ce qui confirmerait ainsi la théorie de l’alimentation des étoiles par la matière noire. Cette avancée pourrait alors nous rapprocher de la résolution de certains des mystères les plus profonds de l’Univers, et nous aider à mieux comprendre sa nature et son rôle dans la formation et l’évolution des galaxies

Référence

Astrophysics > High Energy Astrophysical Phenomena
[Submitted on 20 May 2024]

Dark Branches of Immortal Stars at the Galactic Center

Isabelle John, Rebecca K. Leane, Tim Linden

We show that stars in the inner parsec of the Milky Way can be significantly affected by dark matter annihilation, producing population-level effects that are visible in a Hertzsprung-Russell (HR) diagram. We establish the dark HR diagram, where stars lie on a new stable dark main sequence with similar luminosities, but lower temperatures, than the standard main sequence. The dark matter density in these stars continuously replenishes, granting these stars immortality and solving multiple stellar anomalies. Upcoming telescopes could detect the dark main sequence, offering a new dark matter discovery avenue.

Comments:	6 pages, 3 figures. Appendix adds 2 pages, 1 figure
Subjects:	High Energy Astrophysical Phenomena (astro-ph.HE); Solar and Stellar Astrophysics (astro-ph.SR); High Energy Physics – Phenomenology (hep-ph)
Report number:	SLAC-PUB-17770
Cite as:	arXiv:2405.12267 [astro-ph.HE]
	(or arXiv:2405.12267v1 [astro-ph.HE] for this version)

Généralement, quand les possesseurs de chiens leur demandent par exemple de leur apporter un objet familier, ils désignent l’objet tout en le nommant. Ils sont convaincus que s’ils ne joignaient pas le geste à la parole, le chien ne comprendrait pas l’ordre . Il se comporterait ainsi comme le chat et un grand nombre d’autres animaux  domestiques.

Récemment cependant un test de grande ampleur, référencé ci-dessous, fut organisé impliquant une vingtaine de chiens équipés de récepteurs encéphalographiques . A un ordre purement verbal tel que « apporte moi ma canne », que n’accompagnait aucun geste, même inconscient, le chien comprenait et exécutait l’ordre. 

Si au contrera le maitre répétait le même ordre mais en désignant une balle, le chien ne réagissait pas.. Les signaux EEG étaint différents.

Il sera intéressant de refaire ces tests avec d’autres animaux.

Référence

Current Biology

https://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822(24)00171-4?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982224001714%3Fshowall%3Dtrue

• • Dogs’ object word understanding is probed with EEG in a semantic violation paradigm
• • Mismatch between prime word and target object evoked a human N400-like ERP effect
• • This is neural evidence for object word-elicited mental representations in non-humans
• • Dogs’ object word understanding is thus, similarly to humans’, referential in nature

Summary

Using words to refer to objects in the environment is a core feature of the human language faculty. Referential understanding assumes the formation of mental representations of these words.  

Such understanding of object words has not yet been demonstrated as a general capacity in any non-human species, despite multiple behavior-based case reports.  ,

In human event-related potential (ERP) studies, object word knowledge is typically tested using the semantic violation paradigm, where words are presented either with their referent (match) or another object (mismatch). ,12 

Such mismatch elicits an N400 effect, a well-established neural correlate of semantic processing. Reports of preverbal infant N400 evoked by semantic violations 14 

assert the use of this paradigm to probe mental representations of object words in nonverbal populations. Here, measuring dogs’ (Canis familiaris) ERPs to objects primed with matching or mismatching object words, we found a mismatch effect at a frontal electrode, with a latency (206–606 ms) comparable to the human N400. A greater difference for words that dogs knew better, according to owner reports, further supported a semantic interpretation of this effect. Semantic expectations emerged irrespective of vocabulary size, demonstrating the prevalence of referential understanding in dogs. These results provide the first neural evidence for object word knowledge in a non-human animal.

Using words to refer to objects in the environment is a core feature of the human language faculty. Referential understanding assumes the formation of mental representations of these words. 

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Comme il était prévu, le Rassemblement National a montré lors des élections européennes qu’il représentait presque un tiers des électeurs français. C’est beaucoup au regard de la dispersion des autres listes. Dans un geste qui l’honore, le président de la République a immédiatement dissous l’Assemblée Nationale et convoqué de nouvelles élections.

Lors de celles-ci les partis autres que le RN feront-ils un front populaire unique contre ce dernier afin de l’empêcher de gouverner? C’est peu vraisemblable. On voit mal la gauche et la droite abandonner leur différences pour se donner un programme commun dont voit mal de quoi il serait fait.

Ceci d’autant plus que le Rassemblement n’est plus le parti quasi néo-nazi qu’il était dans ses premier temps sous la direction de Jean-Marie Le Pen. Rien ne distingue vraiment les propos de Marine le Pen ou de Marion Maréchal de ceux d’un Eric Ciotti. Il en est de même avec Jordan Bardela. Celui-ci de plus par sa haute taille et sa jeunesse suscitera un mouvement de curiosité voire de sympathie ce qui ne serait pas le fait de ses concurrent-e-s de l’actuelle majorité.

Plus sérieusement on voit mal ce que la France risquerait si elle était gouvernée pendant quelques temps par le RN. Les relations avec l’Union européenne n’en souffriraient pas, elle qui s’accommode parfaitement des écarts d’un Victor Orban. Quant aux Etats-Unis, ils n’auraient pas de leçons à donner, alors que leur président multiplie les impairs dus à un âge avancé.

Faudrait-il craindre un éventuel rapprochement avec la Russie? Disons que l’heure n’est plus aux embrassades de Marine Le Pen avec Vladimir Poutine. De toutes façons mieux vaudraient embrassades que guerre nucléaire.

Summary

l ne s’agit pas de la guerre menée par l’Allemagne nazie contre les mouvements populaires qui s’opposaient à elle dans les pays occupés, mais d’une guerre aux enjeux différents, celle que mènent aujourd’hui dans le monde entier ceux qui veulent obtenir énergie électrique aussi abondante et peu coûteuse que possible.

Pour cela, il faut en théorie faire appel, tant pour le transport de l’électricité que pour son utilisation dans des moteurs électriques, à des matériaux dits supraconducteurs . Un supraconducteur est un matériau qui, lorsqu’il est refroidi en dessous d’une température critique Tc, présente deux propriétés caractéristiques, une résistance nulle et un un diamagnétisme parfait. Ce terme signifie qu’il n’adhère pas à un aimant, mais qu’au contraire, il est repoussé par lui.

Le phénomène de la supraconductivité a été découvert en 1911 par le physicien Heike Kammerlingh Onnes. Traduit par des propriétés électriques, magnétiques et quantiques spécifiques, il apparaît lorsque l’on refroidit certains métaux ou alliages à de très basses températures, proches du zéro absolu, 0 kelvin soit – 273,15 °C.

Appelée température critique (Tc), la température à laquelle le matériau devient supraconducteur dépend de la composition chimique de celui-ci. Pour la plupart des matériaux, dits supraconducteurs conventionnels, elle se situe entre 1 et 33 kelvins (soit entre – 272 et – 240°C), ce qui nécessite un refroidissement à l’hélium liquide, voire au-delà.

Aujourd’hui une véritable course s’est organisée entre les pays et les entreprises qui recherchent les matériaux et les applications permettant de maitriser la supraconductivité. Aucun véritable succès n’a été encore obtenu mais selon les spécialistes, cela ne saurait tarder. Nous reviendrons sur ce sujet sans doute prochainement.

Références

New Scientist Race against résistance 11 may 2024 P 41

Wikipedia https://fr.wikipedia.org/wiki/Supraconductivit%C3%A9

Encyclopédie de l’énergie https://www.encyclopedie-energie.org/supraconductivite-et-ses-applications/

https://www.newscientist.com/article/2434744-what-is-a-heat-dome-and-are-they-getting-worse-with-climate-change/

La plus grande partie de l’ouest américain enregistre depuis le début mai une température atteignant 100 degrés C .Ceci est du à l’installation d’un dôme de chaleur sur le sud-ouest des Etats-Unis.

Selon un des responsables du National Weather Service ce phénomène entrainera des températures de 20 ou 30 degrés C plus chaudes que la normale en cette saison. Phoenix et Las Vegas ont atteint 112 en début de semaine et la chaleur devrait persister, y compris la nuit où elle atteindra 80 degrés.

Les autorités rappellent qu’en juillet 1995, une vague de chaleur non prévue avait causé la mort de plus de 1000 personnes dans la région de Chicago. Les citoyens noirs ont constitué plus de 50 % des victimes. Beaucoup de personnes âgées sont mortes à leur domicile, n’ayant pas les moyens de se protéger.

Pour l’avenir, il apparaît urgent de renforcer les mesures de protection, mais aussi d’améliorer les techniques de prévision.

Note

Formule pour convertir les degrés Celsius et Fahrenheit

Convertir les Celsius en Fahrenheit en appliquant la formule suivante: Celsius * 9/5 + 32.

Pour convertir des Fahrenheit en Celsius il suffit de faire: (Fahrenheit – 32) * 5/9;

.

https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/croute-continentale-terres-emergees-auraient-deja-existe-il-y-4-milliards-annees-cela-change-tout-53899/

À quoi ressemblait la Terre il y a 4 milliards d’années ? Voilà une question à laquelle il est difficile de répondre. Si l’on sait qu’après sa formation, il y a 4,6 milliards d’années, la Terre était occupée par un océan de magma, de récentes études révèlent que la surface aurait très rapidement refroidi, débouchant sur une cristallisation complète en quelques millions d’années seulement. Des océans d’eau liquide se seraient alors formés, submergeant cette proto-croûte dont la nature était certainement bien différente des croûtes continentales ou océaniques qui forment l’actuelle écorce terrestre.

Mais d’où venait cette eau

Cette histoire ancienne est relatée par l’analyse de quelques minéraux que l’on nomme zircon. Leur résistance à l’altération fait que certains de ces minuscules grains formés à l’aube de l’histoire terrestre ont pu parvenir jusqu’à nous. Or, leur composition chimique est révélatrice de l’environnement dans lequel ils se sont formés.

On sait ainsi qu’une première croûte continentale aurait commencé à se former il y a environ 4 milliards d’années, à partir de la fusion de cette proto-croûte. Les premiers continents seraient ainsi nés très tôt dans l’histoire de la Terre. Pourtant, ils seraient encore longtemps restés cachés sous les eaux. En 2021, une étude suggérait que les premières roches continentales seraient arrivées à l’émersion il y a 3,3 milliards d’années (voir l’article plus bas). Jusqu’à cette date, la Terre aurait donc ressemblé à un monde-océan, totalement bleu.

Une hypothèse qui vient d’être remise en question par une nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Geoscience. Grâce à l’analyse de zircons retrouvés dans la formation de Jack Hills en Australie, une équipe de chercheurs a en effet mis en évidence que des terres émergées existaient déjà il y a 4 milliards d’années.

Les scientifiques ont en effet observé la nature des isotopes d’oxygène piégés dans les cristaux au moment de leur formation. Avec surprise ils se sont rendu compte que ces minéraux possédaient une composition isotopique extrêmement légère. Or, la présence d’isotopes d’oxygène légers est typique d’une mise en contact entre le magma (à partir duquel vont cristalliser les zircons) et de l’eau douce infiltrée profondément dans la croûte. Impossible, cependant, d’avoir de l’eau douce dans le contexte d’un monde-océan. L’existence de ces zircons indique donc qu’il y a 4 milliards d’années existaient déjà des portions de croûte émergées, battues par la pluie.

Cette découverte est importante et renforce la théorie d’une Terre primitive froide permettant le développement rapide d’une hydrosphère et d’océans. Et donc, d’un développement précoce de la vie, potentiellement à peine 600 millions d’années après sa formation. La présence d’un cycle de l’eau et notamment de réservoirs d’eau douce présente d’ailleurs un intérêt particulier dans ce contexte des origines du vivant.

Il est certain que les premières cellules vivantes sont apparues plus tôt. Mais quand exactement, et dans quel milieu ? Si les plus anciennes traces de vie retrouvées datent de 3,5 milliards d’année, l‘hypothèse d’une émergence du vivant au niveau de sources hydrothermales au fond de l’océan est souvent mise en avant, il existe également d’autres théories. L’une d’elles est que la vie aurait pu émerger dans de petites poches d’eau douce peu profondes présentes sur des terres émergées. Ces nouveaux résultats viendraient donc supporter cette dernière hypothèse. À noter cependant que ces deux théories ne sont pas exclusives l’une de l’autre.

Référence

On set of the Earth’s hydrological cycle four billion years ago or earlier

https://www.nature.com/articles/s41561-024-01450-0

1. nature geoscience  

• Published: 03 June 2024

Hamed Gamaleldien, and others

• Abstract

Widespread interaction between meteoric (fresh) water and emerged continental crust on the early Earth may have been key to the emergence of life, although when the hydrological cycle first started is poorly constrained. Here we use the oxygen isotopic composition of dated zircon crystals from the Jack Hills, Western Australia, to determine when the hydrological cycle commenced. The analysed zircon grains reveal two periods of magmatism at 4.0–3.9 and 3.5–3.4 billion years ago characterized by oxygen isotopic compositions below mantle values (that is,18O/16O ratios <5.3 ± 0.6‰ relative to Vienna Standard Mean Ocean Water (2 s.d)). The most negative 18O/16O ratios at around 4.0 and 3.4 billion years ago are as low as 2.0‰ and –0.1‰, respectively. Using Monte Carlo simulations, we demonstrate that such isotopically light values in zircon require the interaction of shallow crustal magmatic systems with meteoric water, which must have commenced at or before 4.0 billion years ago, contemporaneous with the oldest surviving remnant of Earth’s continental crust. The emergence of continental crust, the presence of fresh water and the start of the hydrological cycle probably facilitated the development of the environmental niches required for life fewer than 600 million years after Earth’s formation.

A cette époque des peuples marins expérimentés construisaient des pirogues longues qui leur servirent vraisemblablement à transporter des hommes, des animaux et des biens en Méditerranée.

Des scientifiques ont récemment identifié cinq embarcations capables de tenir le large, reconnaissables à des bordées renforcées et des dispositifs permettant le remorquage et l’amarrage. Ils étaient à l’abri dans un lac d’eau douce nommé La Marmotta situé à 38 kilomètres de la Côte et communiquant avec la mer par un canal

En addition ils trouvèrent d’autres coques en construction provenant d’arbres creusés par le feu et des outils de pierre. La datation au carbone les situe au 6e millénaire avan JC. Les coques ont plus de 1Om de long, ce qui les rend utilisables en mer. Les troncs provenaient d’alders et de pins.

Source Niccolò Mazzucco de l’Université de Pise, Italie.

Des scientifiques de l’Académie Chinoise des Sciences ont récemment utilisé l’intrication entre particules pour alimenter un moteur. C’est la première fois qu’un moteur exploitant l’intrication comme carburant aurait été testé avec succès. Ce moteur est dit pour cette raison moteur quantique . Il utilise une des propriétés les plus difficiles à comprendre de la physique quantique : l’intrication.

L’intrication quantique est un phénomène où deux particules deviennent si intimement liées que l’état de l’une influe instantanément sur l’état de l’autre, peu importe la distance qui les sépare. C’est comme si deux personnes, peu importe où elles se trouvent dans le monde, pouvaient communiquer instantanément sans téléphone ni internet.

Les scientifiques de l’Académie Chinoise des Sciences ont utilisé ce lien unique entre particules pour alimenter un moteur. C’est la première fois qu’un moteur exploitant l’intrication comme “carburant” est testé avec succès. Cela pourrait être une grande avancée, car ce type de moteur utilise des principes totalement différents de ceux des moteurs classiques.

https://media24.fr/2024/06/03/ce-moteur-quantique-ne-marche-ni-a-lessence-ni-a-lhydrogene-un-jour-nouveau-se-leve-pour-lhumanite/

Malgré ces avancées prometteuses, plusieurs défis subsistent :

Stabilité de l’intrication : Maintenir un état d’intrication stable sur de longues durées.

Scalabilité : Adapter la technologie pour des applications industrielles.

Coût de production : Réduire les coûts pour rendre la technologie accessible.

Les moteurs conventionnels brûlent des combustibles fossiles ou utilisent de l’électricité pour produire du mouvement. En revanche, un moteur quantique utilise des lasers pour manipuler et modifier les états des particules au niveau quantique, générant ainsi de l’énergie cinétique. Ce procédé pourrait surpasser les méthodes actuelles en termes d’efficacité, allant au-delà des limites traditionnelles de la thermodynamique, ce qui était considéré comme impossible jusqu’à maintenant.

L’expérience a utilisé des ions de calcium fortement refroidis, piégés dans un dispositif appelé piège à ions. Les chercheurs ont converti l’énergie d’un laser en mouvement vibratoire de ces ions. Grâce à l’intrication, ces ions passent d’un état initial à un état intriqué, optimisant ainsi la conversion de l’énergie laser en énergie mécanique.

Après plus de 10 000 tests, les scientifiques ont constaté que plus les ions sont intriqués, meilleure est l’efficacité mécanique du moteur. Cela démontre que l’intrication peut effectivement servir de carburant. Les données recueillies ont fourni des informations précieuses sur l’efficacité et les performances du moteur.

Les implications de cette recherche sont considérables . Les moteurs quantiques pourraient un jour alimenter des ordinateurs quantiques très gourmands en énergie ou révolutionner la façon dont nous utilisons l’énergie à petite échelle, y compris semble-t-il pour la propulsion des véhicules. La prochaine étape consistera à diversifier les matériaux utilisés et d’améliorer la qualité de l’intrication pour augmenter encore la puissance de sortie.

L’Univers est empli de plusieurs objets mystérieux parmi lesquels on compte notamment les trous noirs, les galaxies, les exoplanètes, mais aussi des étoiles de toutes tailles et de tous genre dont un type d’étoile qui intrigue le plus les scientifiques par ses caractéristiques : l’étoile à neutrons.

Le concept d’étoile à neutrons a été proposé en 1933 par Fritz Zwicky et Wilhelm Baade, avec la première observation confirmée en 1968 grâce à Jocelyn Bell.  Les étoiles à neutrons sont des étoiles ayant épuisé leurs réserves d’Hydrogène, de taille entre 8 et 40 masses solaires, qui explosent en supernovæ pour former un cœur hyper-dense Elles se divisent en cinq zones : atmosphère, croûtes interne et externe, cœurs interne et externe, avec des densités variant jusqu’à plus de 10^15 g/cm^3.

Le cœur est uniquement composé de neutrons et ne dépasse pas la taille d’une grande ville, soit environ 10 kilomètres de rayon.

La masse typique d’une étoile à neutrons est de l’ordre de 1,4 masses solaires. Ce qui avoisine la masse du soleil, mais contenue dans une zone avec un rayon près de 100 000 fois plus petit que celui-ci. Il résulte une énergie gravitationnelle considérable

Leur densité varie de seulement quelques g/cm3 en surface (faible pression) à plus de 1015 g/cm3 au centre  (pression écrasante).

Leur atmosphère se compose d’une fine couche de plasma (entre quelques millimètres et une dizaine de centimètres) d’où sont émis les rayonnements aussi bien en radio qu’en infrarouge, en optique, en ultraviolet, en rayons X ou même en rayons gamma.

Après l’atmosphère vient la croûte externe, épaisse de quelques centaines de mètres, suivie de la croûte interne, qui fait près de 1 kilomètre. Enfin, les parties qui forment le cœur de l’astre s’étendent sur plusieurs kilomètres chacune.

Celle-ci serait un type de matière qui n’interagit que dans le cadre de l’interaction gravitationnelle. Elle n’interagirait pas par le biais de la force électromagnétique, par exemple, de sorte qu’il serait impossible de l’observer par le biais de la lumière, qui dépend de ces interactions électromagnétiques.

Elle n’est observée qu’indirectement. Les observations se limitent aux effets de la matière noire sur l’environnement qui l’entoure, comme les étoiles ou des galaxies. L’une des propriétés acceptées par la science sont en effet que les composants de la matière noire ne seraient pas collisionnels. C’est-à-dire qu’ils ne résultent pas de collisions avec la matière qui l’entoure. On parle de matière noire froide (MCD),  

Un article a été publié par un chercheur espagnol qui soutient qu’il a observé un échange d’énergie par collisions après des observations d’amas de galaxies. Cet argument plaide en faveur d’un modèle appelé matière noire auto-interagissante (SIDM)

.https://fr.wikipedia.org/wiki/Mati%C3%A8re_noire_auto-interactive

La majeure partie de la matière de l’Univers se présente sous la forme de matière noire. Il s’agit d’un type de matière que nous ne pouvons pas observer par le biais du rayonnement électromagnétique, c’est-à-dire la lumière. 

La matière que nous pouvons observer est appelée matière visible ou matière baryonique et se compose de tout ce que nous connaissons et voyons dans l’Univers.

On estime que 85 % de la matière de l’univers se présente sous la forme de matière noire, tandis que seulement 15 % se présente sous la forme de matière visible.

Le concept de matière noire a gagné en puissance après l’observation de la dynamique des étoiles dans les galaxies qui suivait une courbe de vitesse différente de celle attendue par la théorie. Cette découverte a été faite par l’astronome Vera Rubin. Pour expliquer les observations de Rubin, la matière noire a été proposée comme un halo de matière qui englobe la galaxie et interagit gravitationnellement avec les étoiles.

Au fil du temps, des observations plus indirectes des effets de la matière noire ont été faites dans les galaxies et les amas de galaxies. Les amas de galaxies peuvent contenir jusqu’à des milliers de galaxies en interaction gravitationnelle. En observant la dynamique de ces galaxies et en la comparant aux vitesses proposées dans la théorie, l’existence d’une composante de matière noire s’est avérée nécessaire.

Sur la base des observations de ces interactions, un modèle de matière noire s’est renforcé, appelé matière noire froide ou MCD. Selon ce modèle, il n’y a pas d’échange d’énergie entre les composants de la matière noire par le biais de collisions. L’une de ces observations porte l’amas dit de Bala, qui aurait récemment subi une interaction. Cependant, en analysant les données d’observation, les astronomes affirment qu’il n’y a pas eu de collision entre les halos de matière noire de chaque galaxie présente.

Le modèle SIDM

Bien que le modèle CDM soit actuellement le plus largement accepté parce qu’il explique de nombreuses observations, certains astronomes plaident en faveur du modèle de la matière noire auto-interagissant ou SIDM. Dans ce modèle, les composants de la matière noire seraient collisionnels et il y aurait entre eux un échange d’énergie autre que la simple interaction gravitationnelle.

Lors d’une interaction entre galaxies, le modèle SIDM présenterait des propriétés différentes de celles attendues par le modèle CDM. L’une d’entre elles serait que, lors du calcul du point de densité maximale de matière noire, il montrerait une séparation qui s’expliquerait par la collision des particules de chaque halo de matière noire.

L’une de ces interactions se produirait dans l’amas connu sous le nom d’El Gordo, qui est l’un des amas les plus massifs jamais découverts. L’amas compte environ 1 quadrillion de masses solaires. Il est considéré comme un laboratoire pour l’observation des interactions entre galaxies et celle de la manière dont la matière noire affecte la dynamique des galaxies lors d’une éventuelle collision.

Deux sous-amas au sein d’El Gordo attirent l’attention. On y constate que les images de rayons X montrent un pic et deux parties allongées. De plus, le pic de rayons X est différent du pic maximal estimé de matière noire, ce qui indique une possible composante collisionnelle.

Pour tester le modèle SIDM, on peut faire appel à des simulations numériques de N corps. Ce type de simulation prend en compte les interactions gravitationnelles et collisionnelles entre différents composants ayant une masse. Il s’agit également de simulations hydrodynamiques qui décrivent le comportement de la dynamique des gaz présents avec des propriétés telles que la densité, la pression et la température.

Les résultats de ces tests montrent que la matière noire semble avoir une caractéristique collisionnelle dans ces observations. Cela constituerait une preuve en faveur du modèle SIDM. S’ils sont confirmé, il s’agirait de l’une des plus grandes avancées de ces dernières décennies dans la compréhension de la matière noire.

Référence

Valdarnini 2024

 An N-body/hydrodynamical simulation study of the merging cluster El Gordo: A compelling case for self-interacting dark matter? 

[Submitted on 19 Sep 2023 (v1), last revised 9 Feb 2024 (this version, v3)]

R. Valdarnini

We use a large set N-body/hydrodynamical simulations to study the physical properties of the merging cluster El Gordo. We find that the observed X-ray structures, along with other data, can be matched fairly well by simulations with collision velocities 2,000 kms <= V <= 2,500 kms and impact parameters 600 kpc <= P <= 800 kpc. The mass of the primary is constrained to be between 10^{15} M_sun and ~ 1.6 10^{15} M_sun, in accordance with recent lensing-based mass measurements. Moreover, a returning, post-apocenter, scenario is not supported by our head-on simulations. We considered merger models that incorporate dark matter self-interactions. The simulation results show that the observed spatial offsets between the different mass components are well reproduced in self-interacting dark matter models with an elastic cross-section in the range \sigma_DM/m_X ~ 4 -5 cm^2/gr. In addition, the mean relative line-of-sight radial velocity between the two brightest cluster galaxies is found to be on the order of several hundred km/s. We argue that these findings provide an unambiguous signature of a dark matter behavior that exhibits collisional properties in a very energetic high-redshift cluster collision. The range of allowed values we find for sigma_DM/m_X is, however, inconsistent with present upper limits. To resolve this tension we suggest the possibility that the self-interacting dark matter model used here be considered as only a low order approximation, and that the underlying physical processes that describe the interaction of dark matter in major cluster mergers are more complex than can be adequately represented by the commonly assumed approach based on the scattering of dark matter particles.

Comments:	35 pages, 18 figures, 7 Tables, final version, accepted for publication in A&A
	Cosmology and Nongalactic Astrophysics (astro-ph.CO)
Cite as:	arXiv:2309.10374 [astro-ph.CO]
	(or arXiv:2309.10374v3 [astro-ph.CO] for this version)
	https://doi.org/10.48550/arXiv.2309.10374