Les astronomes résolvent le casse-tête de la matière noire d’une étrange galaxie – ScienceDirect

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  • À l’heure actuelle, la formation des galaxies est difficile à comprendre sans la présence d’une composante omniprésente, mais mystérieuse, appelée matière noire. Les astronomes ont mesuré la quantité de matière noire autour des galaxies et ont constaté qu’elle varie entre 10 et 300 fois la quantité de matière visible. Cependant, il y a quelques années, la découverte d’un objet très diffus, nommé Dragonfly 44, a changé ce point de vue. Il a été constaté que cette galaxie contient 10 000 fois plus de matière noire que les étoiles. Repris par cette découverte, les astronomes ont fait des efforts pour voir si cet objet est vraiment anormal, ou si quelque chose s’est mal passé dans l’analyse des observations. Maintenant, nous avons la réponse.

    Une équipe internationale dirigée par l’Institut Kapteyn de l’Université de Groningen (Pays-Bas), avec la participation de l’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) et de l’Université de La Laguna (ULL), a constaté que le nombre total d’amas globulaires autour Dragonfly 44 et, par conséquent, la teneur en matière noire, est bien inférieure à ce que les découvertes précédentes avaient suggéré, ce qui montre que cette galaxie n’est ni unique ni anormale. Le résultat a été récemment publié dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (MNRAS).

    La galaxie Dragonfly 44 a été découverte lors d’une étude approfondie de l’amas de Coma, un amas de plusieurs milliers de galaxies. Dès le départ, la galaxie a été considérée comme remarquable par les chercheurs car la quantité de matière noire qu’ils ont déduite était presque autant que celle de la Voie lactée, l’équivalent d’un milliard de masses solaires.

    Cependant, au lieu de contenir une centaine de milliards d’étoiles, comme la Voie lactée, DF44 ne compte que cent millions d’étoiles, mille fois moins. Cela signifie que la quantité de matière noire était dix mille fois supérieure à celle de ses étoiles. Si cela avait été vrai, il aurait été un objet unique, avec près de 100 fois plus de matière noire que celle attendue du nombre de ses étoiles.

    Néanmoins, par une analyse exhaustive du système d’amas globulaires autour de Dragonfly 44, les chercheurs ont détecté que le nombre total d’amas globulaires n’est que de 20, et que la quantité totale de matière noire est environ 300 fois celle de la matière lumineuse, qui signifie qu’il n’est pas bien en dehors de la valeur normale pour ce type de galaxies.

    “Le fait que dans notre travail nous ayons trouvé seulement 20 amas globulaires, contre 80 précédemment revendiqués, réduit considérablement la quantité de matière noire que la galaxie est censée contenir”, explique Ignacio Trujillo, chercheur de l’IAC et co-auteur de l’article. «De plus, avec le nombre d’amas globulaires que nous avons trouvés, la quantité de matière noire dans Dragonfly 44 est en accord avec ce qui est attendu pour ce type de galaxies. Le rapport matière visible sur matière noire n’est plus de 1 sur 10 000 mais de 1 sur 300 », ajoute Trujillo.

    “Dragonfly 44 a été une anomalie pendant toutes ces années qui ne pouvait pas être expliquée avec les modèles de formation de galaxies existants. Nous savons maintenant que les résultats précédents étaient faux et que DF44 n’est pas extraordinaire. Il est temps de passer à autre chose”, souligne Teymoor Saifollahi , chercheur à l’Institut Kapteyn et premier auteur de l’article.

    «Nos travaux montrent que cette galaxie n’est pas si singulière ni si inattendue. De cette façon, les modèles de formation des galaxies peuvent l’expliquer sans qu’il soit nécessaire de les modifier», explique Michael A. Beasley, un autre chercheur de l’IAC, spécialiste des amas globulaires, et co- auteur de l’article.

    Le nombre total d’amas globulaires est lié à la masse totale d’une galaxie. Ainsi, si le nombre d’amas globulaires est mesuré, la quantité de matière noire peut être trouvée, surtout si la quantité de matière visible n’est qu’une petite fraction du total.

    “Cependant, nous n’avons pas d’explication physique à cette relation entre le nombre total d’amas globulaires et la masse totale de la galaxie. Il s’agit de connaissances purement d’observation. Il se pourrait que cela ait à voir avec la quantité de gaz d’origine à partir de laquelle les étoiles, et les amas globulaires eux-mêmes, se sont formés. Plus il y a de matière noire dans une galaxie, plus elle contient de gaz », suggère Johan H. Knapen, chercheur à l’IAC et également co-auteur de l’article.

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