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Ganymède, lune de Jupiter, pourrait détecter de la matière noire

27/8/2025

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Une forme spéculative de matière noire a peut-être laissé des traces dans la plus grande lune de notre système solaire. Des missions comme Juice pourraient les détecter.

Depuis des décennies, les spécialistes traquent une substance fantomatique qui imprègne de grandes parties de notre univers. On sait peu de choses sur cette mystérieuse matière noire, mais les cosmologistes peuvent clairement observer son influence dans les mouvements des systèmes stellaires et des galaxies. La plupart des chercheurs pensent que la matière noire est composée de minuscules particules très légères qui interagissent peu avec leur environnement, si ce n'est par le biais de la gravité. Mais des théories plus spéculatives suggèrent que la substance est composée de nombreuses particules extrêmement lourdes, qui n'apparaissent que très rarement et n'ont donc pas encore été détectées. Des indices d'une telle «matière noire macroscopique» matière noire ont été trouvés sur Ganymède, une lune de Jupiter, explique le physicien William DeRocco dans une étude qui n'a pas encore été évaluée. La plus grande lune de notre système solaire deviendrait ainsi un gigantesque détecteur de particules.

Même si la matière noire recèle encore de nombreux mystères, les spécialistes peuvent estimer sa densité dans l'univers à partir d'observations cosmologiques. Si la matière noire est une particule élémentaire très légère comme les neutrinos stériles ou les axions, elle devrait passer en grande quantité par la Terre. En revanche, la matière noire macroscopique ne devrait traverser notre planète que tous les 10 000 ans environ. Une détection avec un détecteur terrestre semble donc désespérée.

Concept de la mission Juice de Jupiter | Cette illustration montre la mission Juice de l'ESA, qui étudiera les lunes glacées de la planète géante Jupiter. Elle étudiera les carapaces de glace d'eau de Ganymède, Europe et Callisto et examinera également de plus près la lune volcanique Io. Enfin, elle se mettra en orbite autour de Ganymède, la plus grande lune du système solaire, qu'elle explorera en détail.
Source : ESA/AOES

Mais la matière noire macroscopique pourrait laisser des traces dans les objets cosmiques, qui pourraient être détectées des années plus tard. DeRocco a réalisé que Ganymède se prêterait particulièrement bien à l'étude : Cette lune de Jupiter est plus grande que Mercure et inactive sur le plan sismique - sa surface glacée n'a pas changé depuis plus de deux milliards d'années. «En raison de la différence de composition des couches souterraines, les collisions de matière noire avec la lune peuvent libérer des matériaux des couches profondes, ce qui n'est pas possible avec les impacts traditionnels», écrit le physicien dans son travail. La raison en est l'énorme densité que la matière noire macroscopique devrait avoir selon les calculs théoriques. Les missions spatiales comme Juice ou Europa Clipper, actuellement en route vers Jupiter, pourraient fournir des indices sur les collisions entre Ganymède et cette substance extrêmement dense.

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