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Les galaxies sont-elles en train de « vaciller » ?

Crédits : NASA, ESA, AND J. LOTZ (STSCI)

S’appuyant sur Hubble, des astronomes ont récemment découvert que les galaxies les plus brillantes, postées au centre des amas de galaxies, « vacillent ». Un résultat inattendu incompatible avec les prédictions faites par le modèle standard actuel de la matière noire.

La matière noire constitue un peu plus de 25 % de toute la matière de l’Univers, mais, comme son nom l’indique, elle ne peut être directement observée, ce qui en fait au passage l’un des plus grands mystères de l’astronomie moderne. On soupçonne en revanche sa présence par ses effets sur la matière dite « ordinaire ». Des halos presque invisibles de matière noire insaisissable entourent en effet les galaxies, elles-mêmes imbriquées dans des amas de galaxies (parfois plus d’un millier de galaxies immergées dans un gaz intergalactique chaud). De tels amas ont des noyaux très denses, contenant chacun une galaxie massive, généralement plus grosse et plus brillante que les autres.

Ceci étant dit, le modèle standard de la matière noire prédit qu’une fois qu’un groupe de galaxies est revenu à un état dit « relâché », c’est-à-dire après avoir subi les turbulences inhérentes à un événement de fusion, par exemple, cette galaxie massive postée au centre ne bouge plus, maintenue par l’influence gravitationnelle de la matière noire. Or, une équipe d’astronomes suisses, français et britanniques, s’est récemment rendu compte, après avoir analysé une dizaine d’amas de galaxies, que ces galaxies n’étaient « fixées » comme prévu. Les données de Hubble indiquent en effet que ces galaxies « vacillent » autour du centre de masse de chaque groupe, et ce même si le calme est revenu. En d’autres termes, et pour être plus précis, certaines galaxies sont en déplacement anormal (compte tenu de nos connaissances actuelles du moins), pouvant se décaler jusqu’à 38 500 années-lumière par rapport au centre.

« Nous avons découvert que, dans ces amas, les galaxies les plus lumineuses, « tremblent » en se déplaçant autour de l’endroit où est condensée la matière noire. Cela signifie que la concentration de la matière noire au centre de l’amas n’est pas aussi élevée qu’on le pensait jusqu’alors, explique David Harvey, l’un des auteurs de cette étude. Bien au contraire, elle s’avère être plus faible. Cela indique que dans la partie centrale de ces amas existe une certaine forme exotique de matière noire ».

Ce phénomène observé sur plusieurs amas de galaxies pourrait avoir deux origines possibles : soit un phénomène astrophysique encore inconnu, ou soit un comportement de la matière noire qui ne colle pas avec son modèle « standard » actuel. « Nous attendons avec impatience des études plus larges — telles que l’enquête Euclid — qui étendront notre ensemble de données, puis nous pourrons déterminer si l’oscillation de ces galaxies est le résultat d’un nouveau phénomène astrophysique ou d’une nouvelle physique fondamentale, ce qui serait passionnant ! », note Frederic Courbin, coauteur de l’étude.

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