Énigme cosmique : la première galaxie découverte sans matière noire laisse les scientifiques perplexes

ILES CANARIES, Espagne — Une énigme galactique laisse perplexe une équipe de chercheurs. Des scientifiques de l’Instituto de Astrofísica de Canarias et de l’Université de La Laguna ont découvert que la galaxie NGC 1277 ne contient pas de matière noire.

Dans le modèle standard actuel de la cosmologie, les galaxies massives contiennent des quantités substantielles de matière noire, un type de matière qui n’interagit pas de la même manière que la matière normale. La seule preuve de son existence est la forte attraction gravitationnelle qu’elle exerce sur les étoiles et les gaz proches, qui est observable.

C’est la première fois qu’une galaxie massive, dont la masse est plusieurs fois supérieure à celle de la Voie lactée, ne présente aucune preuve de cette composante invisible de l’univers. “Ce résultat ne correspond pas aux modèles cosmologiques actuellement acceptés, qui incluent la matière noire”, déclare le chercheur principal Sebastién Comerón dans une étude. communiqué de presse.

NGC 1277 est considérée comme un prototype de « galaxie relique », ce qui signifie qu’elle n’a eu aucune interaction avec ses voisines. Ces types de galaxies sont très rares et sont considérés comme des vestiges de galaxies géantes formées aux premiers jours de l’univers.

“L’importance des galaxies reliques pour nous aider à comprendre comment les premières galaxies se sont formées est la raison pour laquelle nous avons décidé d’observer NGC 1277 avec un spectrographe de champ intégral”, explique Comerón. “A partir des spectres, nous avons réalisé des cartes cinématiques qui nous ont permis de déterminer la répartition de la masse au sein de la galaxie dans un rayon d’environ 20 000 années-lumière.”

L’équipe a découvert que la distribution de masse dans NGC 1277 était simplement la distribution des étoiles et en a déduit que dans le rayon observé, il ne pouvait y avoir plus de 5 % de matière noire. Cependant, les modèles cosmologiques actuels prédisent qu’une galaxie ayant la masse de NGC 1277 devrait avoir au moins 10 pour cent de sa masse dans la matière noire, avec un maximum de 70 pour cent.

“Cet écart entre les observations et ce à quoi nous nous attendons est un casse-tête, et peut-être même un défi pour le modèle standard”, déclare Ignacio Trujillo, chercheur à l’IAC et à l’ULL qui a participé à l’étude.

Les chercheurs suggèrent qu’il y a deux explications possibles au manque de matière noire de NGC 1277.

“La première est que l’interaction gravitationnelle avec le milieu environnant au sein de l’amas de galaxies dans lequel se trouve cette galaxie a éliminé la matière noire”, explique Anna Ferré-Mateu, chercheuse à l’IAC et à l’ULL. “L’autre est que la matière noire a été chassée du système lorsque la galaxie s’est formée par la fusion de fragments protogalactiques, ce qui a donné naissance à la galaxie relique”.

Cependant, les chercheurs affirment qu’aucune de ces explications n’est entièrement satisfaisante.

“La question de savoir comment une galaxie massive peut se former sans matière noire reste donc une énigme”, explique Comerón.

Pour continuer à rechercher ce mystère, l’équipe prévoit de faire de nouvelles observations avec l’instrument WEAVE sur le télescope William Herschel (WHT) à l’observatoire Roque de los Muchachos sur l’île canarienne de La Palma.

S’il était confirmé que NGC 1277 ne contient pas de matière noire, cela jetterait un fort doute sur les modèles alternatifs pour la matière noire. Ces théories proposent que la gravité soit modifiée et que la majeure partie de l’attraction gravitationnelle au sein des galaxies soit due à un léger changement de la loi de la gravité à grande échelle.

“Bien que la matière noire dans une galaxie spécifique puisse être perdue, une loi modifiée de la gravité doit être universelle, elle ne peut pas avoir d’exceptions, de sorte qu’une galaxie sans matière noire est une réfutation de ce type d’alternatives à la matière noire”, explique Trujillo.

L’étude a été publiée dans la revue Astronomie et Astrophysique.