C’est réel : des astronomes viennent de découvrir une deuxième galaxie sans matière noire

Vous vous souvenez quand les astronomes ont découvert une galaxie sans matière noire ? Eh bien, ils sont de retour. Ils en ont trouvé une deuxième, et cela renforce les arguments en faveur de l’existence de la matière noire.

Comme les astronomes de la deuxième galaxie l’ont découvert sans matière noire, la nouvelle découverte – nommée NGC 1052-DF4 (DF4 en abrégé) – confirme que la première découverte, NGC 1052-DF2 (yep, DF2 en abrégé), n’était pas une erreur.

Au moment de sa découverte, DF2 a été en fait une énorme surprise, et nous a donné un coup de pouce assez important dans nos idées actuelles sur la formation et la dynamique des galaxies, car la matière noire est un élément essentiel de notre compréhension des galaxies.

Ce qui est étrange est actuellement indétectable même par nos meilleurs instruments, mais nous savons qu’il y a quelque chose, une masse invisible, qui augmente les forces gravitationnelles en jeu dans les galaxies. Dans la Voie lactée, par exemple, la vitesse du pourtour extérieur de la galaxie est beaucoup plus rapide qu’elle ne le serait si elle n’était affectée que par des matières détectables.

Dans certaines galaxies, il semble y avoir plus de matière noire que de matière normale ; et, jusqu’à la découverte de DF2, on pensait que la matière noire n’était pas seulement un composant, mais un besoin pour que les galaxies se forment en premier lieu.

Ce premier document a donc suscité quelques critiques – et même quelques doutes au sein de l’équipe.

“S’il y a un objet, vous avez toujours une petite voix dans le fond de votre esprit qui dit : ‘Mais si vous vous trompez ?'”, a déclaré l’astronome Pieter van Dokkum de l’Université de Yale.

“Même si nous avons fait toutes les vérifications auxquelles nous pouvions penser, nous étions inquiets que la nature nous ait fait tourner en rond et ait conspiré pour rendre quelque chose vraiment spécial alors que c’était vraiment quelque chose de plus banal.”

Puis, ils ont trouvé DF4. Comme DF2, c’est une galaxie ultra-diffuse – assez grande, étalée et difficile à observer. Ces objets ont à peu près la taille de la Voie lactée, mais avec 100 à 1 000 fois moins d’étoiles, ils peuvent donc être assez difficiles à voir.

Les deux galaxies ont également été associées à la galaxie elliptique NGC 1052, située à environ 63 millions d’années-lumière dans la constellation de la Baleine.

Et comme DF2, DF4 semble manquer complètement de matière noire. À l’aide du spectromètre imageur à basse résolution (LRIS) de l’Observatoire de Keck, les astronomes ont suivi le mouvement orbital de sept amas denses d’étoiles appelés amas globulaires. Leur vitesse s’est avérée compatible avec l’effet gravitationnel de la masse de la matière normale estimée de la galaxie.

“La découverte d’une deuxième galaxie avec très peu ou pas de matière noire est tout aussi excitante que la découverte initiale de DF2”, a dit van Dokkum.

“Cela signifie que les chances de trouver plus de ces galaxies sont maintenant plus grandes qu’on ne le pensait. Comme nous n’avons pas de bonnes idées sur la façon dont ces galaxies se sont formées, j’espère que ces découvertes encourageront plus de scientifiques à travailler sur ce puzzle.”

L’équipe a également mené d’autres recherches pour confirmer les résultats précédents pour DF2. À l’aide du puissant Keck Cosmic Web Imager (KCWI) de l’Observatoire W. M. Keck, ils ont suivi les orbites de 10 amas globulaires. La vitesse de ces derniers était également compatible avec un manque de matière noire.

Et parce que ces galaxies sont si étrangement exemptes de matière noire, elles sont en fait un argument en faveur de leur existence – parce qu’elles prouvent que la matière normale peut exister séparément.

Il existe, bien sûr, des hypothèses alternatives à la théorie de la matière noire, mais sous celles-ci, l’existence de ces galaxies devient un problème plus difficile, selon les chercheurs.

Quant à savoir pourquoi ces galaxies manquent de matière noire, cela reste non résolu. L’avaient-elles et l’ont-elles perdu d’une façon ou d’une autre ? Se sont-elles formées sans elle à partir de gaz éjecté par NGC 1052 ? C’est difficile à dire – mais peut-être que si nous découvrons encore plus de galaxies comme celle-ci, nous pourrions commencer à les reconstituer ensemble.

“Nous espérons découvrir ensuite dans quelle mesure ces galaxies sont communes et si elles existent dans d’autres régions de l’Univers”, a déclaré l’astronome Shany Danieli de l’Université Yale.

“Nous voulons trouver d’autres preuves qui nous aideront à comprendre comment les propriétés de ces galaxies fonctionnent avec nos théories actuelles. Nous espérons que cela nous fera faire un pas de plus dans la compréhension d’un des plus grands mystères de notre Univers : la nature de la matière noire.”

La recherche a été publiée dans The Astrophysical Journal Letters ici et ici.

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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche