Le cratère 2, situé à environ 380 000 années-lumière de la Terre, est l’une des plus grandes galaxies satellites de la Voie lactée. Extrêmement froid et avec des étoiles qui se déplacent lentement, Crater 2 a une faible luminosité en surface. L’origine de cette galaxie reste floue.
“Depuis sa découverte en 2016, il y a eu de nombreuses tentatives pour reproduire les propriétés inhabituelles du Cratère 2, mais cela s’est avéré très difficile”, a déclaré Hai-Bo Yu, professeur de physique et d’astronomie à l’Université de Californie à Riverside, dont l’équipe a maintenant propose une explication de l’origine de Crater 2 dans un article publié dans Les lettres du journal astrophysique.
Une galaxie satellite est une galaxie plus petite qui orbite autour d’une galaxie hôte plus grande. La matière noire représente 85 % de la matière de l’univers et peut former une structure sphérique sous l’influence de la gravité appelée halo de matière noire. Invisible, le halo imprègne et entoure une galaxie comme Cratère 2. Le fait que Cratère 2 soit extrêmement froid indique que son halo a une faible densité.
Yu a expliqué que le cratère 2 a évolué dans le champ de marée de la Voie lactée et a connu des interactions de marée avec la galaxie hôte, de la même manière que les océans de la Terre subissent les forces de marée dues à la gravité de la Lune. En théorie, les interactions de marée peuvent réduire la densité du halo de matière noire.
Cependant, les dernières mesures de l’orbite du cratère 2 autour de la Voie lactée suggèrent que la force des interactions de marée est trop faible pour abaisser la densité de matière noire de la galaxie satellite et être cohérente avec ses mesures – si la matière noire est constituée de matière froide et sans collision. particules, comme prévu par la théorie dominante de la matière noire froide, ou CDM.
“Une autre énigme est de savoir comment le cratère 2 pourrait avoir une grande taille, car les interactions de marée réduiraient sa taille lorsque la galaxie satellite évoluerait dans le champ de marée de la Voie lactée”, a déclaré Yu.
Yu et son équipe invoquent une théorie différente pour expliquer les propriétés et l’origine de Crater 2. Appelée matière noire à interaction automatique, ou SIDM, elle peut expliquer de manière convaincante diverses distributions de matière noire. Il propose que les particules de matière noire interagissent elles-mêmes par l’intermédiaire d’une force obscure, entrant fortement en collision les unes avec les autres à proximité du centre d’une galaxie.
“Notre travail montre que le SIDM peut expliquer les propriétés inhabituelles du cratère 2”, a déclaré Yu. “Le mécanisme clé est que les auto-interactions de la matière noire thermalisent le halo du cratère 2 et produisent un noyau de faible densité, c’est-à-dire que la densité de la matière noire est aplatie à de petits rayons. En revanche, dans un halo MDP, la densité augmenterait fortement. vers le centre de la galaxie.
Selon Yu, dans SIDM, une force relativement faible des interactions de marée, cohérente avec ce que l’on peut attendre des mesures de l’orbite du cratère 2, est suffisante pour réduire la densité de matière noire du cratère 2, conformément aux observations.
“Il est important de noter que la taille de la galaxie s’étend également dans un halo SIDM, ce qui explique la grande taille du cratère 2”, a déclaré Yu. “Les particules de matière noire sont tout simplement plus lâchement liées dans un halo SIDM à noyau que dans un halo CDM ‘cuspy’. Nos travaux montrent que le SIDM est meilleur que le CDM pour expliquer l’origine du cratère 2.”
Yu a été rejoint dans l’étude par Daneng Yang de l’UCR, ainsi que par Xingyu Zhang et Haipeng An de l’Université Tsinghua en Chine.
Les recherches de Yu ont été soutenues par la Fondation John Templeton et le Département américain de l’Énergie.
2024-06-11 20:25:23
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