La matière noire garde son sang-froid : ce que le télescope Webb a vu ✛ ✦

Original: "The free-streaming length of dark matter from JWST observations of 28 strong gravitational lenses"
arXiv:2606.05277v1 · 2026-06-03 · CC BY 4.0 · 1 min
Le télescope James Webb confirme que la matière noire est froide.

Métaphore : les galaxies agissent comme des verres déformants, courbant la lumière de lampadaires lointains — les quasars. Les astronomes ont pointé James Webb vers 28 de ces verres — des galaxies massives. Les infimes amas de matière noire qui les entourent jouent les rayures, ajoutant à l'image un frémissement à peine perceptible.

Pour discerner ce frémissement, le télescope a enregistré la chaleur de la poussière cosmique autour des quasars — éliminant ainsi les interférences des étoiles ordinaires.

Les mesures, d'une précision inédite, montrent que les déformations sont trop faibles pour avoir été produites par une matière noire rapide et « tiède ». Les particules de cette substance invisible sont donc lentes et lourdes — au moins 10 000 fois plus massives que l'électron. Elles n'ont pas brouillé l'expansion de l'univers à ses débuts, permettant aux galaxies de naître.

La photométrie et l'analyse spectroscopique de chaque image ont exigé d'explorer 176 millions de configurations possibles — pour l'une des lentilles, 22 millions de variantes. Ce résultat prolonge l'héritage de pionniers comme Fritz Zwicky et Vera Rubin, tout en écartant de nombreuses hypothèses sur une matière noire légère.

Pour parvenir à ces conclusions, les scientifiques ont passé en revue 176 millions de dispositions possibles des amas de matière noire — pour chaque lentille, entre un demi-million et 22 millions de variantes.

m_{\mathrm{hm}} = M_0 \left(\frac{m_{\mathrm{therm}}}{3\ \mathrm{keV}}\right)^\zeta
Pour les fermions de spin 1/2, M₀ = 4.0×10⁸ M⊙, ζ = –3.564 ; pour le spin 3/2 — 2.1×10⁸ M⊙, ζ = –3.585. Montre à quelle vitesse la formation des petits halos est supprimée lorsque la masse de la particule diminue.
\lambda_{\mathrm{FS}} = 5.2 \left(\frac{m_{\mathrm{hm}}}{10^7 \, M_\odot}\right)^{1/3} \ \mathrm{кпк}
Distance approximative que les particules peuvent parcourir avant le début de la croissance des fluctuations à l'époque de l'égalité rayonnement-matière. Plus les particules sont légères, plus λ_FS est grand et plus la structure à petite échelle est estompée.
Scientifiques
Fritz ZwickyVera RubinRoberto D. PecceiHelen QuinnR. Brent Tully
Notions
sous-halo de matière noire structure du halo de matière noire modèle LCDM mesure de dispersion James Webb lamost halo télescope spatial James Webb limite de masse densité superfluide gap de masse des trous noirs profil de densité théorème de la calvitie analyse de lentille gravitationnelle Ocean heat content paramètres cosmologiques lsst profondeur optique lhaaso