Des astronomes découvrent une étrange galaxie sans matière noire

Il y a trois ans, Filippo Fraternali et ses collègues ont découvert une demi-douzaine de galaxies mystérieusement dispersées, qui ressemblaient à des villes tentaculaires d’étoiles et de gaz. Mais contrairement à presque toutes les autres galaxies, y compris notre propre Voie lactée, elle ne semble pas être piégée dans d’énormes amas de matière noire, qui combine normalement ces capitales stellaires avec leur gravité. Les scientifiques en ont choisi une sur laquelle zoomer, une galaxie de taille modeste à environ 250 000 années-lumière, et l’ont pointée sur 27 antennes de radiotélescope du Very Large Array au Nouveau-Mexique.

Après avoir collecté 40 heures de données, ils ont cartographié les étoiles et les gaz et ont confirmé ce que les images précédentes laissaient entendre : « Le contenu de matière noire que nous déduisons dans cette galaxie est beaucoup plus petit que prévu », Fraternali, astronome au Kapteyn Astronomical Institut de l’Université de Groningue aux Pays-Bas. Si l’équipe ou ses concurrents trouvent d’autres galaxies de ce type, cela pourrait constituer un défi pour les scientifiques. vu que foncé Thème, la perspective dominante dans ce domaine depuis au moins 20 ans. Fraternali et son équipe publier leurs résultats en décembre en Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

Sur la base de décennies d’observations au télescope et de simulations informatiques, les scientifiques en sont venus à considérer la matière noire comme le squelette caché de l’univers. Ses « joints » sont d’énormes amas de particules invisibles qui hébergent des galaxies grandes et petites. Mais Fraternali n’est pas le premier à faire allusion à une exception à cette règle. Il y a quelques années, Peter van Dokkum, astronome à l’université de Yale, et ses collègues Découvrir Galaxies similaires avec télescope Hubble Il semble également manquer de matière noire. « Ces galaxies que nous avons trouvées en 2018, ont généré beaucoup de controverses, de discussions et de travaux de suivi car elles étaient inattendues et difficiles à expliquer », a déclaré van Dokkum.

Ces autres galaxies vivaient dans un environnement surpeuplé, où de plus grandes galaxies voisines volent fréquemment, attirant peut-être avec elles de la matière noire. En revanche, la galaxie Fraternali est complètement isolée et n’a pas de voisins aussi gênants, de sorte que la rareté de la matière noire ne peut pas être expliquée de cette manière. « Ils peuvent être très importants », déclare van Dokkum. Comment les étoiles et le gaz à cet endroit se rassemblent-ils sans l’aide de la matière noire ?

Ces étranges objets sont désormais appelés « galaxies à très grande propagation ». Ce sont des valeurs très extrêmes : du point de vue de leur masse, elles sont très petites, mais elles sont dispersées sur de vastes distances. Certaines ont la taille de la Voie lactée, mais seulement une centaine d’étoiles – voire moins. Ils sont si proches de la transparence qu’il est difficile de les espionner dans le ciel nocturne. « C’est plus faible au milieu, donc c’est plus difficile à détecter. Grâce à de meilleurs télescopes et à des observations plus profondes, il devient de plus en plus populaire », explique Miria Montes, astronome au Space Telescope Science Institute de Baltimore et experte de ces galaxies.

À partir des années 1960, l’astronome américaine Vera Rubin et d’autres ont d’abord révélé la possibilité d’une matière invisible ou « sombre » en mesurant la vitesse à laquelle les étoiles des galaxies tournent autour du centre, montrant que les étoiles intérieures tournent à des vitesses différentes de celles extérieures. Sur la base de la rotation de ces étoiles, les scientifiques ont calculé la masse que la galaxie devrait avoir pour la faire tourner constamment, plutôt que d’être projetée dans l’espace. Pour de nombreuses galaxies, cette masse était plusieurs fois supérieure à la masse de toutes les étoiles combinées. Les scientifiques ont résolu le problème en déduisant l’existence d’une sorte de matière noire, qui n’émet ni ne réfléchit la lumière, et qui devrait constituer le reste de la masse qui maintient la galaxie ensemble.