galaxie-diffuse-défi-les-prévisions
Ngc 1052-df2 est une galaxie ultra-diffuse, un type de galaxie relativement nouveau qui a été découvert en 2015 avec le réseau Dragonfly Telephoto Array. L’observatoire W. M. Keck a révélé que cette étrange galaxie ne contenait que peu ou pas de matière noire.

Une galaxie avec peu ou pas de matière noire défis les modèles actuels

Après avoir attiré les éloges et le scepticisme, l’équipe d’astronomes qui ont découvert NGC 1052-DF2 – la toute première galaxie connue à contenir peu ou pas de matière noire – est de retour avec des preuves plus convaincantes de sa nature bizarre.
La matière noire est une substance mystérieuse et invisible qui domine généralement la composition des galaxies; trouver un objet qui manque de matière noire est sans précédent et a été une surprise totale. «S’il y a un tel objet, vous avez toujours une petite voix dans la tête qui vous dit: » mais si vous vous trompez?
« Même si nous avions fait toutes les vérifications auxquelles nous pouvions penser, nous avions peur que la nature nous ait lancés pendant une boucle et avait conspiré pour rendre quelque chose de vraiment spécial alors que c’était vraiment quelque chose vraiment banal », a déclaré le chef d’équipe Pieter van Dokkum, professeur d’astronomie de la famille Sol Goldman à l’Université de Yale.
Maintenant, l’équipe de van Dokkum n’a pas une, mais deux nouvelles études à l’appui de ses observations initiales, démontrant que la matière noire est en réalité séparable des galaxies.
Les membres de l’équipe comprennent Roberto Abraham, professeur d’astronomie et d’astrophysique à l’Université de Toronto, Aaron Romanowsky, professeur agrégé de physique et d’astronomie à l’Université San Jose State, Charlie Conroy, professeur d’astronomie à l’Université de Harvard, et Shany Danieli, étudiante Université de Yale.
« Le fait de voir quelque chose de tout à fait nouveau est vraiment fascinant », a déclaré Danieli, qui a découvert cette galaxie pour la première fois il y a environ deux ans.  Dans la première étude, l’équipe a confirmé les observations initiales de NGC 1052-DF2, ou DF2 en abrégé, qui montrent que la matière noire est pratiquement absente de cette galaxie.

Elle se déplaçait à une vitesse compatible avec la masse de la matière normale 

Utilisant l’imageur Web cosmique Keck (KCWI) de l’observatoire W.M. Keck, ils ont rassemblé des mesures plus précises et ont découvert que les amas globulaires à l’intérieur de la galaxie se déplaçaient à une vitesse compatible avec la masse de la matière normale d’une galaxie. S’il y avait de la matière noire dans DF2, les grappes se déplaceraient beaucoup plus rapidement.
« KCWI est unique en raison de la combinaison de sa vaste zone d’étude », a déclaré l’auteur principal, Danieli. «L’instrument nous permet non seulement de voir la galaxie, mais sa résolution spectrale élevée nous permet également de mesurer sa masse avec précision. Il n’y a pas d’autre instrument au monde qui possède ces deux propriétés.
Dans la deuxième étude, l’équipe a utilisé le spectromètre d’imagerie à basse résolution (LRIS) de l’observatoire Keck pour trouver une autre galaxie dépourvue de matière noire; nommée NGC 1052-DF4, ou DF4.
« Cette découverte d’une deuxième galaxie avec très peu ou pas de matière noire est aussi excitante que la découverte initiale de DF2″, a déclaré van Dokkum, l’auteur principal du journal DF4. «Cela signifie que les chances de trouver plus de ce type de galaxies sont maintenant plus élevées que prévues. Comme nous n’avons pas de bonnes idées sur la formation de ces galaxies, j’espère que ces découvertes encourageront davantage de scientifiques à travailler sur ce mystère  »
Les résultats de l’équipe sont publiés dans The Astrophysical Journal Letters; la première étude paraît dans le numéro d’aujourd’hui, tandis que la deuxième figure dans le numéro du 20 mars.
Comme DF2, DF4 appartient à une classe relativement nouvelle de galaxies appelée galaxies ultra-diffuses (UDG). Elles sont aussi grandes que la Voie lactée mais ont 100 à 1000 fois moins d’étoiles, ce qui les rend floues et translucides, donc difficiles à observer. Ironiquement, le manque de matière noire dans ces UDG renforce la théorie de la matière noire.

Cette découverte démontre que la matière noire n’est pas couplée à la matière «normale

Cela prouve que la matière noire est une substance qui n’est pas couplée à la matière «normale», car ces deux éléments peuvent être trouvés séparément. La découverte de ces galaxies est difficile à expliquer dans les théories qui modifient les lois de la pesanteur à grande échelle comme alternative à l’hypothèse de la matière noire.
Cette découverte surprenante a suscité des critiques lorsque l’équipe a annoncé ses résultats en mars 2018. «C’était parfois un peu stressant», a déclaré van Dokkum. «D’une part, voici comment le processus scientifique est censé fonctionner. vous voyez quelque chose d’intéressant, d’autres ne sont pas d’accord, vous obtenez de nouvelles données et vous en apprenez plus sur l’Univers.
D’autre part, bien que la majorité des critiques soient constructives et polies, certaines ne l’étaient pas. Chaque fois qu’une nouvelle critique a été publiée, nous devions nous efforcer de savoir si nous avions manqué quelque chose. »
Van Dokkum dit qu’il est fier de l’équipe qui s’est mobilisée dans ces moments difficiles. Leurs efforts ont porté leurs fruits, l’univers coopérant et donnant plus de raisons de rechercher d’autres UDG comme DF2 et DF4. Danieli dirige une enquête avec le système de téléphoto Dragonfly (DTA) pour rechercher plus d’exemples de manière systématique, puis observe à nouveau les candidats à l’aide des télescopes Keck.

L’équipe espère trouver d’autres galaxies comme DF2 et DF4

« Nous espérons découvrir à quel point ces galaxies sont communes et si elles existent dans d’autres régions de l’Univers », a déclaré Danieli. «Nous voulons trouver plus de preuves qui nous aideront à comprendre comment les propriétés de ces galaxies fonctionnent avec nos théories actuelles. Nous espérons que cela nous permettra d’aller encore plus loin dans la compréhension de l’un des plus grands mystères de notre Univers – la nature de la matière noire. »
Source : W. M. Keck Observatory
Crédit photo sur Unsplash : Max McKinnon

Des étranges galaxies défient la théorie de la matière noiremartinEspace
Ngc 1052-df2 est une galaxie ultra-diffuse, un type de galaxie relativement nouveau qui a été découvert en 2015 avec le réseau Dragonfly Telephoto Array. L'observatoire W. M. Keck a révélé que cette étrange galaxie ne contenait que peu ou pas de matière noire. Une galaxie avec peu ou pas de...