La matière noire est l'armature invisible de l'Univers. Elle existe, c'est évident d'après le mouvement des étoiles et des galaxies, mais de quoi est faite cette armature, on l'ignore encore. Une hypothèse : des particules ultralégères, semblables aux axions. Elles n'interagissent presque pas avec la matière ordinaire, mais de temps en temps, elles entrent quand même en jeu.
Les auteurs de l'étude ont élaboré un modèle : à l'intérieur des halos de matière noire, ces particules fantômes percutent les protons des rayons cosmiques. Les rayons cosmiques sont des particules accélérées par les explosions de supernovae. De l'impact naît un rayonnement gamma — la lumière la plus énergétique. On peut le capter avec un télescope, mais le signal est faible et diffus dans le ciel. Pour le distinguer du bruit de fond, les chercheurs proposent de croiser la carte de cette lueur gamma, obtenue par le satellite Fermi, avec le catalogue des galaxies proches 2MRS. Si là où les galaxies sont plus nombreuses, la lueur est légèrement plus intense, c'est un indice.
Cette analyse croisée ouvre une nouvelle voie pour la recherche de la matière noire. Pas besoin de capturer les particules elles-mêmes — il suffit de repérer leur ombre sur le fond cosmique. La méthode promet d'explorer des recoins de la théorie jusqu'ici inaccessibles et, peut-être, d'entendre enfin la voix de l'armature invisible.
Les rayons gamma les plus énergétiques produits lors de ces collisions peuvent être un trillion de fois plus énergétiques que la lumière visible.