Des physiciens de l'Institut Périmètre ont développé une nouvelle méthode de simulation pour étudier la matière noire auto-interactive, un type de matière noire qui entre en collision avec elle-même mais pas avec la matière ordinaire, ce qui pourrait déclencher des effondrements spectaculaires au sein des halos de matière noire. Cette recherche, dévoilée le 19 janvier 2026, offre de nouvelles perspectives sur la façon dont ces collisions pourraient chauffer et densifier les noyaux des halos de matière noire, influençant la formation des galaxies et potentiellement ensemencer des trous noirs.

Le nouveau code de simulation répond à un défi important de la modélisation cosmologique : représenter avec précision le comportement de la matière noire auto-interactive. Auparavant, la simulation de ce "juste milieu crucial" du comportement était prohibitive en termes de calcul. Le nouveau code est conçu pour la vitesse et la précision, le rendant suffisamment accessible pour fonctionner sur un ordinateur portable standard, selon les chercheurs.

La matière noire, une substance invisible qui constitue une part importante de la masse de l'univers, est un sujet d'intense recherche scientifique depuis près d'un siècle. Son existence est déduite de ses effets gravitationnels sur la matière visible, façonnant les galaxies et la structure à grande échelle du cosmos. Bien que sa présence soit bien établie, la nature précise de la matière noire reste un mystère.

Le modèle de matière noire auto-interactive propose que les particules de matière noire puissent entrer en collision les unes avec les autres, contrairement au modèle de "matière noire froide" plus communément étudié, qui suppose que les particules de matière noire interagissent faiblement, voire pas du tout. Ces collisions peuvent redistribuer l'énergie au sein des halos de matière noire, les vastes structures diffuses qui entourent les galaxies.

Selon les chercheurs, l'effondrement des halos de matière noire, entraîné par les auto-interactions, pourrait avoir de profondes implications pour la formation des galaxies. Le chauffage et la densification des noyaux des halos pourraient influencer la distribution des étoiles au sein des galaxies et potentiellement conduire à la formation de trous noirs supermassifs en leur centre.

Le développement de ce nouvel outil de simulation représente une avancée significative dans la compréhension de la dynamique complexe de la matière noire. En fournissant un moyen plus précis et efficace de modéliser la matière noire auto-interactive, les chercheurs espèrent faire la lumière sur les propriétés fondamentales de cette substance insaisissable et son rôle dans le façonnement de l'univers. L'équipe prévoit d'utiliser le code pour explorer un éventail plus large de scénarios d'auto-interaction et de comparer les résultats de la simulation avec les données d'observation provenant de télescopes et d'autres instruments astronomiques. Cette comparaison permettra d'affiner le modèle et potentiellement d'identifier le type spécifique de matière noire auto-interactive qui correspond le mieux à la structure observée de l'univers.