Une étude récente a révélé une observation surprenante concernant la rotation des étoiles à la périphérie de la Voie lactée. Cela suggère que notre compréhension de la distribution de la matière noire dans notre galaxie pourrait être erronée.
Une observation inattendue
La mission Gaia de l’Agence spatiale européenne (ESA) et l’expérience APOGEE (Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment) sont deux instruments distincts qui contribuent à l’étude des étoiles et de la structure de notre galaxie.
La mission Gaia vise en effet à cartographier en 3D plus d’un milliard d’étoiles dans la Voie lactée pour comprendre leur mouvement, leur composition chimique, leur luminosité et leur distance. Pour ce faire, l’observatoire est équipé de deux appareils photo ultra-sensibles qui mesurent les positions et les mouvements des étoiles avec une précision extrême.
L’objectif principal d’APOGEE est quant à lui d’étudier la composition chimique des étoiles dans la Voie lactée au moyen d’un spectrographe infrarouge afin de mieux comprendre l’évolution et la formation de la galaxie. L’instrument est installé sur un télescope au sol au Nouveau-Mexique, aux États-Unis.
Dans le cadre d’une étude, des chercheurs ont récemment utilisé des données provenant de ces deux instruments pour étudier la manière dont les étoiles se déplacent à différentes distances du centre de notre galaxie. Or, contrairement aux attentes basées sur les modèles précédents, la courbe de rotation des étoiles n’a pas suivi le schéma prévu.
Un problème de matière noire ?
Selon les principes de la dynamique galactique, on s’attendrait à ce que la vitesse orbitale des étoiles diminue progressivement à mesure qu’elles s’éloignent du centre galactique. Cependant, les observations ont révélé que la vitesse des étoiles restait relativement constante sur une certaine distance depuis le centre de la galaxie. Au-delà d’une certaine limite de distance depuis le centre galactique (environ 100 000 années-lumière), les chercheurs ont ensuite observé un ralentissement inattendu de la vitesse orbitale des étoiles.
Ces observations remettent en question nos idées sur la distribution de la matière noire dans la galaxie. Pour rappel, sa présence est souvent modélisée par un halo invisible entourant le centre galactique. Ce halo exerce une force gravitationnelle sur les étoiles, ce qui influence ainsi leur mouvement. Ici, l’observation d’un ralentissement inattendu suggère que la distribution de matière noire dans la galaxie pourrait être différente de ce qui était initialement supposé.
Dans leur étude, les chercheurs évoquent la possibilité qu’ au moins dans certaines régions, ce halo de matière noire ait été « évidé », ce qui signifie qu’il pourrait y avoir moins de matière noire que prévu.
Dans le cadre de futurs travaux, les scientifiques prévoient d’utiliser des simulations informatiques pour modéliser différentes distributions de matière noire afin de comprendre au mieux la courbe de rotation descendante observée. Ces modèles pourraient également contribuer à expliquer comment la Voie lactée a évolué pour présenter une répartition spécifique de la matière noire, ce qui ouvrira de nouvelles perspectives sur la formation des galaxies.
Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
