Holy Crap, cette galaxie n'a pas de matière noire

Ryan F. Mandelbaum 05/28/2018. 14 comments
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D'après ce que les scientifiques ont compris, les galaxies sont presque synonymes de matière noire. Ils semblent être principalement de la matière noire mélangée à des particules de matière régulière. Malgré le fait qu'aucune matière noire n'a été observée directement avec les expériences scientifiques, le mouvement étrange des galaxies est la raison pour laquelle les astronomes pensent que l'univers est rempli de six fois plus de cette substance mystérieuse que la matière ordinaire.

Sauf maintenant, les astronomes pour la première fois ont identifié une galaxie qui semble dépourvue de toute matière noire.

Cette galaxie, appelée NGC1052-DF2 est un territoire entièrement nouveau en ce qui concerne les observations. Mais paradoxalement, cela pourrait renforcer le cas de l'existence de la matière noire. NGC1052-DF2 montre que ces galaxies étranges et ultra-diffuses ont beaucoup plus à apprendre aux astronomes.

"Ces galaxies ultra-diffuses ont une grande variété de propriétés", a déclaré à l'AFP l'auteur principal de l'étude, Pieter van Dokkum de l'Université de Yale. "Certains ont beaucoup de matière noire, et d'autres n'ont pas de matière noire. Il y a une telle gamme énorme. "

Si quelque chose a beaucoup de gravité, alors les objets en orbite doivent se déplacer rapidement autour d'eux pour qu'ils ne s'enroulent pas au centre. Mais presque toutes les galaxies semblent tourner plus vite sur leurs bords que la quantité de matière visible qu'elles impliquent. Cela a conduit les astronomes à croire que ces galaxies sont remplies de beaucoup et beaucoup de matière noire. Les scientifiques avaient déjà catalogué NGC1052-DF2, mais quand ils ont surveillé le mouvement de 10 de ses clusters lumineux d'étoiles, il ne semblait pas tourner at all, selon l'article publié aujourd'hui dans Nature.

Nous ne pouvions que dériver une limite supérieure au mouvement mesuré, car il se déplace si lentement que notre instrument ne pouvait pas le détecter", a déclaré van Dokkum.

Van Dokkum a caractérisé d'autres galaxies ultra-diffuses avec le Dragonfly Telephoto Array. Son équipe a récemment découvert une autre galaxie, Dragonfly 44, dont l'apparence physique correspond presque à NGC1052-DF2. Mais la vélocité de cette galaxie implique que c'est plus de 99% de matière noire .

Non seulement cela montre la diversité de ces objets diffus, mais cela renforce en réalité le cas de la matière noire. Plusieurs physiciens ont postulé que la matière noire n'est en fait qu'un endroit où nos théories existantes ont mal calculé les effets de la gravité dans les structures plus grandes de l'univers. Mais ces théories s'effondreraient en essayant d'expliquer le comportement différent de Dragonfly 44 et NGC1052-DF2.

Mais comment se formerait une telle galaxie? La physicienne Priya Natarajan, également de Yale, a écrit un article en 1998 prédisant comment une telle classe de galaxies naines comme celle-ci pourrait se former. Elle a postulé que d'autres galaxies pourraient éjecter du gaz à partir de trous noirs supermassifs énergétiques, qui se refroidiraient et formeraient finalement des objets comme celui observé par van Dokkum. "C'est évidemment un résultat qui est personnellement d'un grand intérêt et d'excitation pour moi", a déclaré Natarajan, qui n'a pas été impliqué dans la nouvelle étude. Van Dokkum lui-même ne favorise aucune théorie sur la façon dont cet objet s'est formé, notant qu'il n'a pas observé une galaxie proche.

D'autres sont excités par les bizarreries galactiques que le programme Dragonfly pourrait découvrir. "C'est exactement le genre de chose que l'instrument Dragonfly excelle à découvrir, et confirmer une galaxie de basse masse sans matière noire est une étape importante pour comprendre à la fois la formation et l'évolution des galaxies, ainsi que la cosmologie." Sarah Tuttle, astrophysicienne de Washington qui n'a pas travaillé sur ce projet, a déclaré à Gizmodo. "Il sera intéressant de voir si le reste de leur programme fournit plus de candidats pour la matière noire anormalement basse.

Les chercheurs doivent encore déterminer à quel point ces objets sont communs. Mais s'il y en a beaucoup, cela pourrait être important. "S'il y a plus d'une de ces choses, ce serait vraiment excitant", a déclaré van Dokkum, "et nous devrons vraiment repenser comment la formation des galaxies a commencé."

[ Nature ]

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