Lorsque l’univers a vu le jour avec le Big Bang, toute sa matière était compressée dans une petite zone. Les cosmologues émettent l’hypothèse que dans certaines régions, la matière subatomique aurait pu être si compacte qu’elle s’est effondrée en trous noirs primordiaux. Si de tels trous noirs primordiaux existent, ils sont de petite taille et pourraient se cacher parmi les habitants de planètes flottantes.

Les trous noirs sont les éléments les plus déroutants de la nature. La théorie de la relativité d’Einstein prédisait leur existence, mais il n’était pas d’accord avec la possibilité que des trous noirs se forment réellement. Pendant que d’autres scientifiques travaillaient sur les équations, ils ont finalement montré que les trous noirs pouvaient exister.

Maintenant, nous savons que c’est le cas, et nous savons qu’il est si dense qu’il déforme l’espace-temps et attire tout vers lui. Même la lumière ne peut pas s’échapper.

Les chercheurs tentent de découvrir l’arbre généalogique des trous noirs. Ils savent que certaines étoiles massives s’effondreront sur elles-mêmes vers la fin de leur vie et formeront des trous noirs de masse stellaire. Ils savent que des trous noirs supermassifs (SMBH) existent au cœur de grandes galaxies comme la Voie lactée. Il existe également de plus en plus de preuves de l’existence de trous noirs de masse intermédiaire (IMBH), situés entre les trous noirs de masse stellaire plus petits et les trous noirs massifs de petite masse stellaire (SMBH).

Mais qu’en est-il des trous noirs primordiaux (PBH) ? S’ils existent, ils se sont formés bien avant que la première étoile ne prenne vie. Selon la théorie, ils peuvent être de n’importe quelle taille et jouer un rôle dans la formation des galaxies. Dans la lutte pour comprendre comment les trous noirs deviennent si massifs, les trous noirs massifs pourraient occuper une importante niche vide. Il existe également des indications alléchantes selon lesquelles, s’ils existent, ils pourraient être des composants de la matière noire.

De nouvelles recherches montrent comment le télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA peut détecter les PBH. Ils pourraient se cacher parmi un mystérieux groupe d’objets de faible masse. Ces objets pourraient être des planètes flottantes (FFP), également appelées planètes voyou, ou des PBH, et un prochain télescope spatial pourrait avoir la capacité de les trouver.

le papier, « Des mondes voyous rencontrent le côté obscur : détection des trous noirs primordiaux de masse terrestre à l’aide du télescope spatial romain Nancy Grace,« Il a été publié sur un serveur de préimpression arXiv. L’auteur principal est William DeRocco du Département de physique de l’Université de Californie à Santa Cruz.

Le télescope spatial romain Nancy Grace sera un puissant télescope infrarouge lors de son lancement dans quelques années. Il a quelques points à retenir en astrophysique sur sa liste de surveillance, comme la mesure de l’énergie noire, de la relativité et de la courbure de l’espace-temps. Il recherchera également des objets de faible masse comme Mars qui ne sont associés à aucune étoile. Ce faisant, cela pourrait faire la lumière sur les trous noirs primordiaux.

Pour rechercher ces objets de faible masse et déterminer s’il s’agit de FFP ou de PBH, le télescope spatial roumain a besoin d’aide. Vous profiterez d’une lentille gravitationnelle précise pour rechercher dans le ciel ces objets insaisissables. Ils peuvent avoir n’importe quelle taille, de la taille d’une seule particule subatomique à la taille d’une petite planète.

« La microlentille gravitationnelle est l’une des techniques d’observation les plus puissantes pour observer des objets astrophysiques non lumineux », écrivent les auteurs dans leur article. « Les observations actuelles par microlentilles fournissent des preuves alléchantes de l’existence d’un groupe d’objets de faible masse dont l’origine est inconnue. »

La question est : ces objets déroutants sont-ils des planètes voyou ? Ou s’agit-il de PBH ?

Le problème lorsqu’on essaie d’observer ces objets est qu’ils ne peuvent pas être suffisamment résolus individuellement. Au lieu de cela, ils doivent être détectés statistiquement, ce qui signifie que nous devons mener une vaste enquête à leur sujet.

« Cependant, la nature de ces objets ne peut pas être résolue événement par événement, car la courbe de lumière induite dégénère pour des objets lenticulaires de masse identique. Il faut plutôt comparer statistiquement les distributions des événements de lentille pour déterminer la nature de l’objet lenticulaire. population », écrivent les auteurs.

Le télescope spatial romain aura fort à faire après son lancement prévu en 2027. L’un de ses principaux programmes d’observation cible directement ces objets astrophysiques de faible masse. C’est ce qu’on appelle l’enquête dans le domaine temporel du Galactic Bulge.

Cette étude est basée sur la densité stellaire dans le renflement galactique. Il existe une forte densité de lentilles et de sources stellaires vers le renflement, et le télescope romain scannera à plusieurs reprises ces régions denses avec son instrument à grand champ (WFI).

L’équipe de recherche à l’origine du nouvel article affirme que l’enquête a le potentiel de changer notre compréhension de ces objets de faible masse. « En résumé, nos résultats montrent que même dans des hypothèses prudentes concernant le seuil de détection romain et le contexte des FFP, une étude à l’échelle temporelle du renflement galactique sera très sensible à la détection d’une population de PBH dans de nouvelles régions de l’espace des paramètres. .»

« Roman est sur le point non seulement de faire les premières mesures précises de la distribution globale du FFP, mais peut-être également de révéler le sous-ensemble de PBH qu’il contient », ont conclu les chercheurs.

Les deux questions marquantes de la science spatiale moderne concernent l’énergie noire et la matière noire. L’énergie noire est le nom donné à la force qui entraîne l’expansion de l’univers. La matière noire est le nom donné à la masse invisible qui donne sa forme à l’univers et organise ses structures à grande échelle telles que les galaxies et les amas de galaxies. Mais nous ne savons toujours pas ce qu’est la matière noire.

Les trous noirs primordiaux sont l’un des principaux candidats à la matière noire. Si les PBH constituent la totalité ou une partie significative de la matière noire de l’univers, cela expliquerait la structure à grande échelle de l’univers. Ils peuvent également expliquer certains phénomènes de lentille gravitationnelle qui ne peuvent être expliqués par la matière ordinaire. La preuve que les PBH sont de la matière noire n’est en aucun cas concluante, mais certains scientifiques affirment qu’ils constituent tout ou partie de la matière noire de l’univers.

« L’enquête sur le domaine temporel du Renflement Galactique Romain devrait détecter des centaines d’événements de microlentilles de faible masse, permettant ainsi une caractérisation statistique robuste de cette population », expliquent les auteurs. Grâce à ces données d’enquête disponibles, les scientifiques pourraient être prêts à faire de réels progrès sur la matière noire et à commencer à résoudre les mystères les plus profonds de l’univers.

Mais il faudra attendre quelques années.