En 2016, des chercheurs affirmaient avoir trouvé une galaxie composée presque entièrement de matière noire et presque pas d’étoiles. Maintenant, en y regardant de plus près, cette affirmation s’est effondrée.
La galaxie, Dragonfly 44 (DF44), appartient à une classe d’objets mystérieux appelés galaxies ultra-diffuses ou UDG. Les chercheurs se demandent depuis les années 1980 si ces objets vastes et sombres ont une masse faible, comme des galaxies naines étalées sur d’immenses étendues de l’espace, ou plus comme des galaxies lourdes de style Voie lactée qui semblent sombres pour deux raisons: parce qu’elles n’ont presque pas d’étoiles , et parce qu’une énorme fraction de leur masse est de la matière noire trouvée dans les franges extérieures de la galaxie, dans ce que l’on appelle des halos de matière noire qui n’émettent aucune lumière. Dans un article publié en 2016 dans The Astrophysical Journal Letters, les scientifiques ont fait valoir que DF44 était l’une de ces galaxies avec un grand halo de matière noire et quelques étoiles. Ils ont estimé sa masse et ont découvert qu’il s’agissait d’au moins 98% de matière noire.
Mais une nouvelle analyse, publiée le 8 octobre dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, suggère que l’étude antérieure s’est trompée. Les chercheurs de l’étude de 2016 ont supposé qu’un tas de masse était globalisé dans le halo de matière noire; mais en fait, la nouvelle étude a montré une masse totale beaucoup plus faible, indiquant que DF44 est l’une de ces galaxies naines de faible masse réparties dans l’espace avec des pourcentages normaux de matière noire.
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DF44 est à environ 360 millions d’années-lumière de la Terre, les astronomes ne peuvent donc pas mesurer directement sa masse. Au lieu de cela, ils s’appuient sur des procurations. Des caractéristiques telles que la vitesse à laquelle les objets tournent autour d’une galaxie peuvent indiquer à quel point elle est vraiment massive, car plus de gravité ferait tourner les objets plus rapidement.
En 2016, les chercheurs ont affirmé que DF44 avait un énorme halo en raison de la vitesse à laquelle ses amas globulaires (les rares qui habitent la galaxie) semblaient tourbillonner autour de son centre. (Les amas globulaires sont des groupes d’étoiles blobby qui s’accumulent autour des galaxies.) Mais ces mesures de vitesse se sont avérées incorrectes en 2019
Cependant, ce n’était pas la fin de l’argument selon lequel DF44 avait une énorme quantité de matière noire. C’est parce que la galaxie semblait héberger un nombre relativement élevé d’amas globulaires.
Au fil du temps, les chercheurs ont remarqué une relation générale entre le nombre d’amas globulaires dans une galaxie et la masse de cette galaxie, a déclaré l’auteur principal de la nouvelle étude Teymoor Saifollahi, doctorant à l’Université de Groningen aux Pays-Bas.
Et DF44 semblait avoir des amas plus globulaires que ce à quoi on pourrait s’attendre pour une galaxie avec si peu d’étoiles. Les premières observations ont estimé environ 100 de ces groupes, qui ont ensuite été réduits à 80 dans un article de 2017 dans le Astrophysical Journal Letters. Cela placerait la masse de DF44 carrément dans le territoire de la Voie lactée – un résultat choquant, avec d’énormes implications sur la façon dont les cosmologues comprennent l’histoire de la formation des galaxies à travers l’espace-temps. Les galaxies, dans le nouveau modèle, seraient principalement des objets de matière noire, capables de se former sans beaucoup d’étoiles ou autre matière lumineuse. Tous ces points lumineux dans l’espace ne seraient que des accessoires optionnels.
Cependant, Saifollahi et ses collègues ont fait leur propre décompte et ils ont atterri sur un nombre beaucoup plus bas: 20. Cela indiquerait que DF44 a une masse galaxie naine normale – un résultat beaucoup moins excitant.
Il n’est pas surprenant que les deux équipes de recherche se soient retrouvées avec des comptes aussi différents, a-t-il déclaré.
Pourquoi une telle différence d’estimation?
« Ce n’est pas aussi facile que de simplement regarder et compter », a déclaré Saifollahi à 45secondes.fr. « Dans les images, il y a toutes sortes[s] d’objets astronomiques, et tous ne sont pas des amas globulaires. Certains ne sont que des étoiles au milieu du chemin entre nous et la galaxie, et certains sont des objets très éloignés qui semblent petits. «
Il y a toujours un certain niveau d’incertitude pour déterminer ce que sont ces objets, a-t-il déclaré. C’est particulièrement vrai lorsque vous tenez compte du fait que les chercheurs supposent que des amas globulaires trop petits et trop faibles pour être visibles de notre point de vue existent toujours autour de n’importe quelle galaxie.
La principale différence entre l’analyse de 2017 et l’analyse de 2020, a déclaré Saifollahi, a à voir avec l’endroit où ils supposaient que la plupart des amas globulaires dansDF44 étaient situés. L’équipe de 2017 a fait une estimation approximative de la distance entre les amas de orbite autour du centre de la galaxie, sur la base des nombres standard associés aux galaxies naines, puis a recherché des candidats dans cette zone. Pour l’article de 2020, les chercheurs ont en fait mesuré la distance entre les amas du centre de la galaxie et ont constaté que les globes stellaires se regroupaient beaucoup plus près du centre de DF44 que prévu. Le comptage des grappes possibles uniquement dans cette zone plus petite a produit un plus petit nombre
« C’est aussi une découverte intéressante sur le côté », a-t-il déclaré.
Dans les futures études sur les UDG, a-t-il déclaré, les scientifiques devront faire plus attention à ne pas se fier aux hypothèses standard concernant les amas globulaires. Lui et ses collègues prévoient d’examiner de plus près d’autres UDG qui ont des nombres estimés élevés d’amas globulaires, et de voir si ces estimations tiennent.
Publié à l’origine sur 45secondes.fr
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