Découverte de galaxies sans matière noire : comment se sont-elles formées ? Les scientifiques sont perplexes

Une équipe de chercheurs explique avoir trouvé au moins deux galaxies probables sans matière noire dans un nouvel article publié dans la revue Nature. Si elle était confirmée, cette découverte serait sensationnelle car le modèle de formation des galaxies le plus largement accepté par les astronomes requiert précisément de la matière noire pour leur formation.

La matière noire peut être éliminée par calcul

Les chercheurs se sont concentrés sur deux galaxies décrites pour la première fois par l’astronome Pieter van Dokkum de l’université Yale de New Haven et ses collègues en 2018. Les chercheurs ont observé un certain nombre de galaxies dont les étoiles se déplaçaient si lentement que l’attraction gravitationnelle causée par la matière noire pouvait même être éliminée des calculs, ce qui n’est pas possible pour toutes les autres galaxies, y compris la Voie lactée, sauf dans de rares cas.

Les galaxies rares peuvent exister sans matière noire

Cette découverte a rapidement suscité la controverse. Les deux galaxies, nommées DF2 et DF4, étaient différentes des autres galaxies (certes très peu nombreuses) pour lesquelles la présence de matière noire pouvait être exclue.
Comme l’explique l’article présentant l’étude dans Nature, les seules autres galaxies sans matière noire identifiées jusqu’à présent sont très jeunes, ont une courte durée de vie et ont des galaxies voisines plus grandes qui attirent leur propre matière noire. DF2 et DF4, en revanche, semblent très différents.

Les deux étranges galaxies sans matière noire pourraient s’être formées il y a 8 milliards d’années

Selon la dernière étude, publiée par van Dokkum et son équipe, ces deux galaxies semblent s’être formées par une collision à grande vitesse il y a 8 milliards d’années.
Les chercheurs ont utilisé les données de certaines simulations créées précédemment qui expliquaient certaines caractéristiques liées aux collisions entre les amas de galaxies. Ces données suggèrent qu’il y a 8 milliards d’années, il y a peut-être eu une fusion entre deux galaxies progénitrices. La fusion aurait également provoqué le croisement de la matière noire des deux galaxies mais, en raison de la présence de gaz dans l’espace entre les deux galaxies, une traînée de matière pourrait avoir fini par former deux nouvelles galaxies sans matière noire.

D’autres galaxies candidates exemptes de matière noire ont également été découvertes.

Sur la base de ces calculs, les chercheurs ont voulu rechercher des galaxies sans matière noire qui se sont formées de manière similaire, c’est-à-dire par la fusion de deux galaxies progénitrices. Ils ont identifié trois à sept nouveaux candidats. Ils ont également découvert d’étranges galaxies, très faibles et aux extrémités étranges, qui pourraient être la matière noire résiduelle de la fusion ainsi que quelques étoiles laissées par les galaxies progénitrices.
Toutefois, comme le souligne Mireia Montes, astronome au Space Telescope Science Institute de Baltimore, de nombreuses hypothèses ne sont pas encore étayées par une simulation réelle.

Maxime Le Moine
Maxime Le Moine
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