Selon le modèle standard de la cosmologie, les particules de matière noire de l'Univers primordial auraient peu à peu formé, sous l'effet de la gravitation, des « sous-halos » qui auraient fusionné en « halos » de plus en plus massifs. Au-dessus d'un certain seuil de masse, les halos auraient commencé à piéger du gaz, à l'origine de la formation des étoiles et des galaxies.
Si la matière noire est constituée de wimps (Weakly Interacting Massive Particles) suffisamment massives, ces particules pourraient s'annihiler par collisions dans les sous-halos, en émettant des rayons gamma de très haute énergie (supérieure à 100 gigaélectronvolts) qui seraient détectables par le réseau de télescopes Tcherenkov H.E.S.S..
Pour tester cette hypothèse, la collaboration H.E.S.S. a recherché les sources gamma non identifiées – sans contrepartie dans les domaines X, visible ou infrarouge – détectées par le télescope à grand champ du satellite Fermi de la NASA. Elle en a sélectionné trois parmi les plus prometteuses pour être des sous-halos de matière noire (particules d'énergie voisine du téraélectronvolt, 1012 eV ou TeV) et les a observées.
Si les sous-halos composés de wimps ont bien été produits thermiquement dans l'Univers primordial, les chercheurs déduisent des observations de H.E.S.S. des contraintes plus fortes sur l'existence des wimps que celles provenant de Fermi. Dans le cadre des modèles cosmologiques, ces nouvelles contraintes excluent l'interprétation des sources Fermi non identifiées observées comme étant des sous-halos galactiques de matière noire d'énergie dans la gamme du TeV.