La matière noire, c'est juste - c'est sombre.
Répartie dans l'univers, cette matière mystérieuse n'interagit pas avec la lumière, ce qui la rend extrêmement difficile à détecter. Les scientifiques doivent encore mesurer directement la matière noire, mais on pense qu’ils représentent environ 27% de l’univers (contre seulement 5% de la matière connue, comme les étoiles et les galaxies). Sans matière noire, les modèles théoriques de notre univers ne pourraient tout simplement pas concorder.
Mais l’idée que la matière noire est un ingrédient nécessaire à la formation des galaxies est actuellement mise à l’épreuve, rapporte Will Dunham, de Reuters. Les astronomes ont découvert une galaxie lointaine qui semble ne contenir aucune matière noire ou presque.
Les chercheurs ont détecté NGC1052-DF2, une galaxie discrète à ciel ouvert, à l'aide du Dragonfly Telephoto Array, un télescope basé au Nouveau-Mexique construit à partir de pièces de caméra conçues pour détecter les très faibles structures galactiques. Ils ont ensuite poursuivi l'analyse en recueillant davantage de données à l'aide du télescope spatial Hubble ainsi que des observatoires Gemini North et Keck à Hawaii.
L'analyse montre que le DF2 ultra-diffus se situe à environ 6, 5 millions d'années-lumière et qu'il a à peu près la même taille que notre propre galaxie, la Voie Lactée, mais qu'il contient 200 fois moins d'étoiles. Les scopes ont détecté 10 groupes compacts de ces étoiles, également appelés amas globulaires, au sein de la galaxie, selon un communiqué de presse de Gemini. Mais ces groupes évoluaient beaucoup plus lentement que prévu par les modèles scientifiques, suggérant que la masse dans le système était inférieure à ce à quoi on pourrait s'attendre si la matière noire était présente. Les chercheurs détaillent leurs résultats dans une étude publiée dans la revue Nature.
Pieter van Dokkum de Yale, responsable de l'équipe de recherche, explique: «S'il y a de la matière noire, c'est très peu, dit-elle. Les étoiles de la galaxie peuvent représenter toute la masse, et il ne semble pas y en avoir toute pièce pour la matière noire. "
DF2 va au-delà des théories actuelles sur la formation des galaxies, qui prédit que la gravité de la matière noire est nécessaire pour que les galaxies anciennes se lient ensemble. "C'est comme si vous preniez une galaxie et que vous n'aviez que le halo stellaire et les amas globulaires, et il a en quelque sorte oublié de faire tout le reste", dit van Dokkum à propos de DF2 dans le communiqué de presse. «Aucune théorie n’a prédit ces types de galaxies. La galaxie est un mystère complet, car tout y est étrange. La façon dont vous allez réellement former l'une de ces choses est totalement inconnue. "
Bien que la découverte puisse sembler réfuter l’existence de la matière noire - ou suggérer qu’elle est inutile pour la formation de galaxies - elle pourrait en réalité faire exactement le contraire. La découverte de DF2 marque une étape importante dans la confirmation de l'existence de la matière noire.
Comme le rapporte Nola Taylor Redd sur Space.com, des théories contestant l'existence de matière noire soutiennent que les effets gravitationnels attribués à la substance par les scientifiques pourraient être expliqués par des modifications de nos connaissances en matière de gravité et d'astrophysique. «Dans ces théories, la matière noire n’est pas réelle mais une illusion, provoquée par notre manque de connaissance de la gravité à grande échelle», dit van Dokkum. "Si tel est le cas, chaque galaxie devrait afficher une signature de matière noire - ce n'est pas quelque chose que vous pouvez activer ou désactiver dans ces modèles." Mais DF2 ne semble pas avoir de matière noire, ce qui suggère qu'il ne s'agit pas simplement d'une "illusion". ou un problème dans l'équation.
Comme Ryan F. Mandelbaum à Gizmodo rapporte, en 2016, la même équipe d'astronomes a découvert une autre galaxie ultra-diffuse, Dragonfly 44, qui semble être composée de 99, 99% de matière noire, montrant à quel point ces galaxies diffuses peuvent être étranges et variables.
Donc, si la matière noire n'était pas présente pour aider DF2 à se former, comment s'est-elle créée? Comme le rapporte Redd, les chercheurs pensent que cela aurait pu se former lorsque deux autres galaxies ont fusionné. Le DF2 diffus pourrait être constitué de gaz et de débris rejetés lors de cette fusion. Une autre possibilité est que les vents interstellaires collectent suffisamment de matériau pour aider la galaxie de faible masse à se fusionner.
Selon le communiqué de presse, l'équipe a identifié 23 autres galaxies diffuses, dont trois ayant des propriétés similaires à celles de DF2, et espère commencer à les examiner en détail bientôt pour révéler leurs secrets.
Note de la rédaction du 2 avril 2018: Cet article a été corrigé pour indiquer que DF2 se situe à 6, 5 millions d'années lumière et non à 6, 5 milliards d'années lumière. Nous nous excusons pour l'erreur.
