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  • Matière noire : le mystère s’épaissit

    Posté le 18 octobre 2011

    Comme toutes les galaxies, notre Voie Lactée abrite une étrange substance appelée Matière noire. La matière noire est invisible, ne trahissant sa présence que par son attraction gravitationnelle. Sans la matière noire pour les maintenir groupées, les étoiles les plus rapides de notre galaxie seraient éjectées dans toutes les directions. La nature de la matière noire est un mystère. Un mystère qu’une nouvelle étude n’a fait qu’épaissir.

    « Après avoir terminé cette étude, nous en savons moins qu’avant sur la matière noire » a déclaré l’auteur principal Matt Walker, du Harvard-Smithsonian Center For Astrophysics.

    Le modèle cosmologique standard décrit un Univers dominé par l’énergie noire et la matière noire. La plupart des astronomes suppose que la matière noire consiste en des particules exotiques « froides » (qui se déplacent lentement) qui s’agglomèrent gravitationnellement. Au fil du temps, ces amas de matière se développent et attirent la matière ordinaire, formant les galaxies que l’on voit aujourd’hui.

    Les cosmologistes utilisent de puissants ordinateurs pour simuler ce processus. Leurs simulations montrent que la matière noire devrait se situer au centre des galaxies. Au lieu de ça, de nouvelles mesures de 2 galaxies naines montrent qu’elles contiennent une distribution homogène de matière noire. Cela suggère que le modèle cosmologique standard est peut-être erroné.

    « Nos mesures contredisent une prédiction de base concernant la structure de la matière noire dans les galaxies naines. A moins que, ou jusqu’à ce que les théoriciens puissent modifier cette prédiction, la matière noire froide est incompatible avec nos données d’observation » explique Walker.

    Les galaxies naines sont composées jusqu’à 99% de matière noire et de seulement 1% de matière ordinaire comme les étoiles. Cette disparité fait des galaxies naines des cibles idéales pour les astronomes cherchant à comprendre la matière noire.

    Walker et son co-auteur Jorge Peñarrubia (Université de Cambridge, Royaume-Uni) ont analysé la distribution de matière noire dans deux galaxies voisines de la Voie Lactée : les galaxies naines du Fourneau et du Sculpteur. Ces galaxies comportent de un à 10 millions d’étoiles, comparé à environ 400 milliards dans notre galaxie. L’équipe a mesuré les lieux, vitesses et les compositions chimiques de base de 1500 à 2500 étoiles.

    « Les étoiles d’une galaxie naine essaiment comme des abeilles dans une ruche au lieu de se déplacer sur des orbites circulaires comme dans une galaxie spirale » explique Peñarrubia. « Cela rend beaucoup plus difficile la détermination de la distribution de matière noire ».

    Leurs données montrent que dans les deux cas, la matière noire est distribuée uniformément sur une région relativement grande, de plusieurs centaines d’années-lumière de diamètre. Cela contredit la prédiction selon laquelle la densité de matière noire devrait s’accroître fortement vers les centres de ces galaxies.

    « Si une galaxie naine était une pêche, le modèle cosmologique standard dit que nous devrions trouver un noyau de matière noire en son centre. Au lieu de ça, les deux premières galaxies que nous avons étudié sont comme des pêches sans noyau » explique Peñarrubia.

    Certains ont suggéré que les interactions entre la matière noire et la matière ordinaire pourrait étaler la matière noire, mais les simulations actuelles n’indiquent pas que cela se produit dans les galaxies naines. Les nouvelles mesures impliquent soit que la matière ordinaire affecte la matière noire plus que prévu, soit que la matière noire n’est pas « froide ». L’équipe espère déterminer le déterminer en étudiant d’autres galaxies naines, et particulièrement celles comportant un pourcentage plus important de matière noire.

    Le papier traitant de cette recherche a été accepté pour publication dans l’Astrophysical Journal

    Source : Harvard-Smithsonian Center For Astrophysics

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