La découverte d'une 2e galaxie sans matière noire pourrait changer nos connaissances de ces ensembles célestes

Bien que nous ne puissions pas voir la matière noire, les astronomes pensent qu'elle constitue une grande partie de la masse de notre univers. Gemini Image Gallery

Lorsque des chercheurs de l'Université américaine de Yale ont présenté leurs observations sur la galaxie NGC 1052-DF2 en mars 2018, leurs travaux ont été à la fois salués et critiqués. Leurs recherches ont attiré l'attention car elles suggéraient que cette galaxie inhabituelle contenait peu, voire pas du tout de matière noire, remettant ainsi en question la théorie selon laquelle la matière noire est une composante inhérente des galaxies, indispensable à leur formation et à leur structuration.

Une interprétation qui semble désormais prendre du poids. Le mois dernier, l'équipe dirigée par l'astronome Pieter van Dokkum, de l'Université de Yale, a indiqué qu'elle avait découvert une autre galaxie dépourvue de matière noire. Elle a été baptisée NGC 1052-DF4. Bien que nous ne puissions pas voir la matière noire, les astronomes pensent qu'elle constitue une grande partie de la masse de notre univers. Nos galaxies seraient ainsi constituées de matière noire et de matières dites “normales” comme les étoiles et les planètes, par exemple.

La découverte par les scientifiques de l'Université de Yale de galaxies contenant peu ou pas du tout de matière noire est sans précédent, quelque peu surprenante et cela pourrait nous obliger à repenser la formation des galaxies.

“Ce qui est fascinant, c'est que nous voyons ici quelque chose de tout à fait nouveau”, s'est réjouie Shany Danieli, astrophysicienne à Yale, qui a repéré la galaxie il y a deux ans selon l'Observatoire Keck. “Personne ne savait que de telles galaxies existaient et la meilleure chose au monde pour une étudiante en astronomie, comme moi, c'est de découvrir un objet, qu'il s'agisse d'une planète, d'une étoile ou d'une galaxie que personne ne connaissait”.

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Pour leurs travaux, les chercheurs ont suivi les mouvements de 10 amas d'étoiles. Ce qui leur a permis de déterminer la masse de chaque galaxie. Ils ont découvert que ces dernières ne contenaient que l'équivalent de la masse que les étoiles doivent normalement avoir. Ce qui signifie très probablement que ces galaxies ne sont composées que de matières normales.

“L'un des plus grands mystères de notre univers : la nature de la matière noire”

“[Avec la découverte de DF4], les probabilités de trouver d'autres galaxies de ce type sont désormais plus élevées que ce que l'on pensait initialement”, a estimé Pieter van Dokkum, selon l'Observatoire Keck. “Nous n'avons aucune idée concrète sur la manière dont ces galaxies se sont formées et j'espère que ces découvertes encourageront davantage de scientifiques à travailler sur ce puzzle”.

Jusqu'à récemment, nous pensions que les galaxies ne pouvaient pas se former sans matière noire. Mais Risa Wechsler, une professeur de physique de l'Université de Stanford, a affirmé à National Geographic le mois dernier qu'“il fallait repenser notre définition de ce qu'est une galaxie”.

Selon l'Observatoire Keck, DF2 et DF4 appartiennent à une classe relativement nouvelle de galaxies appelées “galaxies ultra-diffuses”. Elles ont à peu près la même taille que la Voie Lactée mais ont beaucoup moins d'étoiles, “les rendant duveteuses et translucides, donc difficiles à observer”.

Les chercheurs de l'Université de Yale affirment que l'existence de ces galaxies confirme l'idée selon laquelle la matière noire est indépendante des matières dites “normales”. Et ils précisent vouloir continuer à explorer de nouvelles galaxies. “Nous espérons que cela nous permettra de faire un pas de plus dans la compréhension de l'un des plus grands mystères de notre univers : la nature de la matière noire”, a souligné Shany Danieli.