Il semble étrange qu’une autre galaxie ne contienne pas de matière noire

L'équipe a étudié une image de la galaxie très diffuse.

Image de la galaxie très diffuse, avec de l’hydrogène gazeux surligné en vert.
photo: Javier Roman et Pavel Mancera Peña

La matière noire est une matière invisible quelque chose qui maintient les galaxies ensemble comme une bande cosmique. Mais une équipe de chercheurs dit avoir trouvé une galaxie lointaine complètement dépourvue de matière noire, une découverte qui pourrait déstabiliser la compréhension à la fois de la matière noire et de la formation des galaxies.

Bien que nous ne puissions pas observer directement la matière noire (les physiciens pensent qu’elle en est faite) environ 27% l’univers) nous voyons des traces de sa gravité. En regardant l’univers, nous voyons que toutes les galaxies semblent avoir une masse « supplémentaire » – se comportant comme si elles contenaient beaucoup plus de matière que ce que nous pouvons réellement détecter. Mais dans ce dernier cas, une équipe d’astrophysiciens a tenté d’observer les effets de la matière noire sur le gaz circulant à l’intérieur d’une lointaine galaxie naine, mais ils ont découvert que seule la matière normale pouvait expliquer le mouvement du gaz. Il n’y avait pas de place pour la matière noire, à leur connaissance. Les recherches de l’équipe ont été accepté pour publication Dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

Filippo Fraternali, astrophysicien à l’Université de Groningen aux Pays-Bas et l’un des auteurs de l’article, a déclaré à Gizmodo dans un e-mail que la galaxie étudiée par l’équipe ne peut être maintenue que par sa masse visible – ce qui semble parfaitement plausible, sauf que la matière noire est considérée comme un élément clé de toutes les galaxies. « Le principal problème est que dans un scénario de formation de galaxies, les galaxies ne peuvent pas se former sans matière noire, et de plus, les galaxies naines doivent en contenir de grandes quantités », a déclaré Fraternali. « Donc, il y a quelque chose que nous ne comprenons pas. »

La galaxie s’appelle AGC 114905 et se trouve à environ 250 millions d’années-lumière de la Terre. Il est très diffus, ce qui signifie que sa substance est dispersée sur une vaste zone ; AGC 114905 a à peu près la taille de la Voie lactée mais compte environ 1 000 fois moins d’étoiles. L’équipe de recherche a utilisé le Very Large Array Telescope de l’Observatoire national de radioastronomie pour observer la rotation des gaz de la galaxie sur une période de 40 heures, de juillet à octobre 2020.

Foule hongroise.

The findings are similar to that on NGC1052-DF2, a different dwarf galaxy seemingly to lack dark matter that was décrit en 2018. très rapidement, controverse a éclaté en raison de la réclamation ; Certains astrophysiciens pensaient que la galaxie était la preuve d’un nouveau type de croissance galactique, tandis que d’autres pensaient qu’elle avait été mal interprétée et que l’équipe avait besoin de plus de données. L’idée qu’il n’y avait pas de matière noire dans la galaxie était quelque peu choquante.

Récemment, une équipe a revérifié les mesures sur NGC1052-DF2, qui semblent confirmer ce que l’équipe d’origine a trouvé concernant la distance de la galaxie, et donc son contenu en matière noire. Nicholas Martin, astronome à l’Institut Max Planck d’astronomie, Il a dit à Gizmodo à l’époque que la galaxie « a peut-être eu une composition et une évolution inattendues » et « la bonne chose est que les télescopes et les relevés à venir devraient faciliter la compréhension de NGC1052-DF2 et mettre des contraintes significatives sur son étrangeté. En d’autres termes, est-ce système extrêmement rare ou fait-il partie d’un groupe de plus grands qui ne peuvent actuellement pas être facilement expliqués par les modèles de formation des galaxies ? modèles actuels.

La dernière équipe a découvert que le halo de matière noire d’AGC 114905 – l’empreinte de la matière noire dans et autour de la galaxie – doit être constitué de pratiquement (sinon entièrement) de matière noire afin de correspondre aux données qu’ils ont collectées. Une explication de l’absence était que la galaxie avait été dépouillée de sa matière noire par les grandes galaxies voisines, sauf qu’il n’y avait pas de telles galaxies autour.

Pavel Mancera Peña, astrophysicien à l’Université de Groningue aux Pays-Bas et auteur principal du document de recherche, a déclaré à la Royal Astronomical Society communiqué de presse. « En fait, la différence entre la théorie et l’observation ne fait qu’augmenter. »

Une autre théorie était que l’angle sous lequel l’équipe a observé la galaxie rendait la matière noire difficile à voir, mais le co-auteur Tom Osterloh, astrophysicien à l’Institut néerlandais de radioastronomie, a noté dans la même version que l’angle réel serait assez extrême par rapport à l’estimation de l’équipe.

Actuellement, l’équipe est à la recherche d’une deuxième galaxie à très grande propagation, pour voir si elle n’est probablement pas également dans le département de la matière noire. Si tel était le cas, cela soutiendrait l’analyse de l’équipe de la première galaxie. Les observations sont maintenant en cours et Fraternali a déclaré que l’équipe s’attend à des données similaires. Plus nous en savons, plus la matière noire devient mystérieuse.

En savoir plus : Qu’est-ce que la matière noire et pourquoi personne ne l’a encore trouvée ?

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