Recherche de matière noire via des signaux secondaires comme les rayons gamma ou les interactions avec les champs magnétiques.La détection indirecte de la matière noire est une stratégie qui consiste à ne pas chercher à attraper les particules elles-mêmes, mais à observer les signaux secondaires qu'elles produisent lorsqu'elles interagissent avec la matière ordinaire ou entre elles. Comme la matière noire est invisible et traverse tout, les expériences de détection directe (qui attendent qu'une particule de matière noire entre en collision avec un noyau atomique) sont extrêmement difficiles. La détection indirecte recherche plutôt les sous-produits de l'annihilation ou de la désintégration de la matière noire — comme les rayons gamma, les neutrinos, ou même le réchauffement de régions denses — qui pourraient être observés par des télescopes et d'autres instruments. L'idée est que si des particules de matière noire entrent occasionnellement en collision et s'annihilent, elles produiraient un spectre de rayonnement caractéristique que nous pourrions repérer en provenance de régions où la matière noire est supposée être dense, comme les centres des galaxies ou le Soleil.
Le concept de détection indirecte est apparu dans les années 1980, avec les travaux précurseurs de théoriciens comme Lawrence Krauss et Frank Wilczek, qui ont suggéré que l'annihilation de la matière noire dans le Soleil pourrait produire des neutrinos détectables. Le domaine a pris de l'ampleur dans les années 2000 avec le lancement de télescopes à rayons gamma comme Fermi-LAT.
Le mécanisme repose sur le fait que la matière noire, bien que « sombre », n'est pas complètement inerte. Dans de nombreux modèles théoriques, les particules de matière noire peuvent s'annihiler entre elles, produisant des particules du modèle standard comme des quarks, des leptons ou des photons. Ces produits se désintègrent ensuite ou rayonnent, créant des rayons gamma ou d'autres messagers cosmiques. La Terre elle-même peut servir de détecteur : si des particules de matière noire la traversent, elles pourraient être diffusées et piégées dans le noyau terrestre, où elles s'accumulent et s'annihilent, produisant un faible signal de neutrinos. De même, le Soleil pourrait capturer de la matière noire et émettre des neutrinos depuis son cœur. Une autre approche consiste à rechercher les effets gravitationnels ou thermiques de la matière noire sur son environnement, comme la manière dont elle pourrait chauffer des régions denses ou laisser une empreinte sur le fond diffus cosmologique.
La détection indirecte est utilisée dans les observations astrophysiques, comme la recherche d'excès de rayons gamma provenant du centre galactique ou de galaxies naines, et dans les télescopes à neutrinos comme IceCube, qui recherchent des neutrinos issus de l'annihilation de la matière noire dans le Soleil ou la Terre.
L'ombre de la Terre peut agir comme un filtre naturel pour la matière noire, car la planète bloque une partie du flux de matière noire entrant, créant une asymétrie détectable dans le signal.
| Om | variable | Om diagnostic value — om diagnostic |
| z | variable | Redshift — décalage vers le rouge |
| H | variable | Hubble parameter at redshift z — hubble parameter kilometre per second per megaparsec |
| H_0 | variable | Hubble constant at present epoch — constante de Hubble kilometre per second per megaparsec |
