Des astronomes ont découvert une petite galaxie invisible aux télescopes. Elle pourrait être exclusivement composée de matière noire.

Cette galaxie extrêmement lointaine et petite orbite une autre galaxie, plus grande. Bien que les télescopes ne puissent détecter la galaxie naine (c’est ainsi qu’on appelle ce type de galaxie), les scientifiques ont détecté sa présence grâce aux faibles distorsions subies par la lumière passant dans son voisinage, à cause de la gravité de la galaxie.

Les astronomes pensent que la matière noire, complètement invisible et transparente (et de nature totalement inconnue) représente environ 98% de la matière contenue dans l’Univers. Cependant, celle-ci n’a jamais été observée directement. La découverte d’objets sombres comme cette petite galaxie pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre la nature de la matière noire et comment celle-ci affecte la matière « normale », si tant est que la matière noire existe bel et bien, évidemment.

Cette nouvelle galaxie naine se situe à quelques 7 milliards d’années-lumière de la Terre, et a une masse d’environ 190 millions de fois celle de notre soleil. Cela peut sembler énorme, cependant une galaxie a typiquement une masse de plusieurs dizaines de milliards de soleils. Cette galaxie est tout simplement la plus petite jamais observée à une telle distance.

Encore plus loin, à environ 10 milliards d’années-lumière, se trouve une autre galaxie dont la lumière passe au voisinage de la galaxie naine nouvellement découverte et de son hôte. Lorsqu’elle passe les deux galaxies, la lumière est déviée et forme une image distordue appelée anneau d’Einstein (le nom vient évidemment d’Albert Einstein, qui avait prévu de telles distorsions dans sa théorie de la relativité générale). Ce processus est appelé lentille gravitationnelle.

© NASA/ESA/A. Bolton (Harvard-Smithsonian CfA)/SLACS Team

Bien que la majeure partie de cette distorsion soir due à la galaxie hôte, beaucoup plus grande, les chercheurs ont utilisé un modèle informatique pour détecter un léger excès dans la déformation causé par la galaxie satellite naine.

Les astronomes ont également eu recours au télescope Keck à Hawaii et à son système d’optique adaptative, qui permet de compenser les perturbations de l’atmosphère.

Les résultats de Matthew Auger de l’Université de Californie à Santa Barbara et de ses collègues sont dans le numéro du 19 Janvier de la revue Nature.

Parce qu’elle est si lointaine et difficilement détectable, les astronomes ne peuvent affirmer avec certitude que la galaxie est exclusivement formée de matière noire. En effet, elle pourrait tout simplement contenir des étoiles dont la lumière est trop faible pour être visible à cette distance.

Pourquoi alors imaginer que cette galaxie puisses être composée de matière noire seulement? D’après les chercheurs, le petit amas de matière noire pourrait avoir à l’origine contenu des étoiles; lorsque ces étoiles sont mortes et ont explosé en supernovae, elles pourraient avoir éjecté tout le gaz restant dans l’espace, laissant ainsi un amas de matière noire dépourvu de matière pour former de nouvelles étoiles.

Malgré tout, les modèles ne sont pas très clairs à ce sujet, et les astronomes souhaiteraient en savoir davantage quant à la formation d’une petite galaxie de matière et quand un amas de matière noire demeure sans étoiles.

Les galaxies naines sont loin d’être rares dans l’Univers, notre Voie Lactée elle-même en possède plusieurs. En fait, cette galaxie est à peu près de la taille de la galaxie naine du Sagittaire, un des satellites de notre galaxie.

Ces derniers restent d’ailleurs méconnus: ils sont très difficiles à observer, et la théorie prédit qu’il devrait y en avoir beaucoup plus que ce que l’on a observé. La découverte d’autres galaxies naines autour d’hôtes lointains pourrait peut-être aider à résoudre ce problème.

Enfin, il est bon de noter que cette étude aura permis de montrer qu’il est possible d’utiliser les lentilles gravitationnelles afin de détecter des satellites distants, et ce quelle que soit leur luminosité.

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