D’après le modèle standard cosmologique, chaque galaxie contient d’importantes quantités de matière noire, une forme de matière invisible, détectée seulement grâce à la gravitation qui trahit sa présence. Sans elle, les étoiles qui forment ces galaxies se disperseraient dans toutes les directions. La nature de la matière noire demeure un mystère, un mystère qu’une nouvelle étude vient juste d’épaissir…

Le modèle standard décrit l’Univers comme étant composé majoritairement d’énergie noire et de matière noire (je me permets de rappeler que bien qu’étant largement accepté par la communauté scientifique, il existe des alternatives tout aussi intéressantes). La majorité des astronomes s’accordent sur le fait que cette matière noire est « froide » (qui se déplace lentement), et qu’au fil du temps se forment des amas de matière noire qui se lient gravitationnellement à la matière « normale » pour former des galaxies.

De nombreuses simulations ont établi que la densité de matière noire est beaucoup plus importante au centre des galaxies… Seulement, une nouvelle étude vient de montrer qu’un type particulier de galaxies, les galaxies naines, possède une distribution plutôt homogène de matière noire. Pour faire simple, cela suggère que le modèle standard est peut-être faux.

A moins de bidouiller le modèle standard, les prédictions ne collent donc pas avec les observations…

Les galaxies naines sont composées essentiellement de matière noire, celle-ci pouvant représenter jusqu’à 99% de leur masse, le reste étant composé d’étoiles. Cette disparité fait des galaxies naines des candidates idéales pour tenter d’en apprendre un peu plus et comprendre la matière noire.

Matthew Walker du Centre d’astrophysique Harvard-Smithsonian, et Jorge Peñarrubia de l’Université de Cambridge ont analysé la distribution de matière noire de deux galaxies voisines de notre Voie Lactée: les galaxies naines du Fourneau et du Sculpteur. Elles contiennent un à dix millions d’étoiles (la Voie Lactée en compte 200 à 400 milliards). Les deux chercheurs ont mesuré les positions, vitesses et compositions chimiques de 1500 à 2500 étoiles.

D’après leurs estimations, leurs données indiquent que dans les deux cas la matière noire est distribuée uniformément sur de grandes régions, de plusieurs centaines d’années-lumière. Cela contredit formellement les prédictions qui décrivent que la densité de matière noire devrait augmenter nettement au centre de ces galaxies.

Certains ont suggéré que des interactions entre matière et matière noire pourraient avoir dispersé la matière noire, mais les simulations montrent que cela ne se produit pas dans les galaxies naines. Ainsi, ces nouvelles mesures montrent soit que les interactions entre matière et matière noire sont différentes de celles attendues, soit que la matière noire n’est pas « froide ». Finalement, cela pourrait aussi être une indication qu’il n’y a rien de tel que la matière noire, et qu’une explication alternative est nécessaire… Les deux chercheurs apporteront peut-être une réponse en étudiant davantage de galaxies naines, contenant davantage de matière noire.

 

Référence

Matthew G. Walker, Jorge Peñarrubia. A Method for Measuring (Slopes of) the Mass Profiles of Dwarf Spheroidal GalaxiesarXiv:1108.2404v3

Articles similaires:

Echapper au côté obscur
Matière et antimatière - Une symétrie fondamentale confirmée
Quand la relativité restreinte va plus vite que la lumière