C’est une énigme cosmique qui donne des sueurs froides aux astrophysiciens : une galaxie naine ultradiffuse, récemment observée, semble presque totalement dépourvue de matière noire — cette substance invisible censée dominer l’univers. Baptisée FCC 224, cette galaxie remet en cause les fondements mêmes de notre compréhension de la formation galactique.
Une gravité trop faible pour être honnête
Découverte aux confins de l’amas du Fourneau, à environ 65 millions d’années-lumière de la Terre, FCC 224 intrigue dès le premier regard. Elle est aussi vaste que la Voie lactée… mais désespérément vide. Sa faible densité stellaire en fait une galaxie dite ultradiffuse, une catégorie encore mal connue qui fascine les astronomes depuis une dizaine d’années. Mais dans le cas de FCC 224, l’étrangeté atteint un tout autre niveau.
En analysant les mouvements internes d’une douzaine d’amas d’étoiles brillants nichés dans la galaxie, une équipe de chercheurs dirigée par Maria Buzzo, de l’Université de technologie de Swinburne, a obtenu un résultat inattendu : les vitesses des amas sont trop faibles. Trop faibles pour trahir la présence de la matière noire, cette forme invisible de matière qui représente normalement l’essentiel de la masse d’une galaxie. Sans elle, les étoiles ne devraient même pas être liées gravitationnellement : la galaxie, telle qu’on la voit aujourd’hui, ne devrait tout simplement pas tenir ensemble.
Or, non seulement FCC 224 existe, mais elle présente une structure étonnamment stable, malgré l’absence apparente de cette « colle cosmique ». « Aucun scénario connu ne permet aujourd’hui d’expliquer complètement l’existence de cette galaxie », résume Buzzo. C’est comme si on avait trouvé une voiture qui roule sans moteur ni carburant. Le mystère est total.
Une galaxie née d’un chaos cosmique ?
Face à ce paradoxe, les scientifiques ont proposé plusieurs hypothèses, chacune aussi fascinante que complexe. La première, avancée par Yimeng Tang (Université de Californie à Santa Cruz) et son équipe, évoque une collision titanesque entre deux galaxies riches en gaz. Lors d’un tel choc à grande vitesse, la matière noire – qui n’interagit pas comme le gaz – pourrait avoir été laissée en arrière, tandis que le gaz éjecté aurait donné naissance à une ou plusieurs galaxies secondaires… comme FCC 224.
Ce scénario, aussi chaotique qu’élégant, n’est pas sans précédent. Deux autres galaxies, DF2 et DF4, observées dans le groupe NGC 1052, semblent avoir une origine similaire. Ensemble, elles forment ce que certains chercheurs appellent des galaxies « fantômes », issues d’une même collision. FCC 224 pourrait donc faire partie d’un club plus vaste qu’on ne le pensait jusqu’ici.
Mieux encore, elle n’est peut-être pas seule. Une galaxie voisine, FCC 240, attire l’attention : elle partage la même orientation, la même forme, et pourrait être la « jumelle cosmique » de FCC 224, formée lors du même événement. Si cette hypothèse se confirme, cela renforcerait considérablement le scénario de collision.
Mais d’autres scientifiques envisagent une voie différente. Et si cette galaxie avait violemment rejeté sa propre matière noire ? Certains modèles suggèrent qu’une formation d’étoiles explosive dans sa jeunesse aurait pu générer suffisamment d’énergie pour perturber son équilibre gravitationnel et expulser sa matière noire dans le vide cosmique. Ce serait un phénomène extrême, mais pas totalement invraisemblable dans des environnements très denses ou instables.
Pour l’instant, aucune de ces théories ne s’impose comme réponse définitive. FCC 224 reste un objet d’étude aussi fascinant que frustrant, une anomalie qui force les chercheurs à repenser certains fondements de la cosmologie moderne. Et qui sait ? Peut-être n’est-ce que la première d’une longue série de galaxies à venir bouleverser nos certitudes.
