Hubble trace la matière noire à la suite des mouvements stellaires

MADRID, 11 juillet (EUROPA PRESS) –

Les observations réalisées avec le télescope spatial Hubble pendant 18 ans ont permis de suivre la matière noire dans la galaxie naine Draco, À 250 000 années-lumière de la Terre, en utilisant des mouvements d’étoiles.

Les qualités et le comportement de la matière noire, la “colle” invisible de l’universrestent enveloppés de mystère.

Bien que les galaxies soient en grande partie constituées de matière noire, comprendre comment elle est distribuée au sein d’une galaxie offre des indices sur ce qu’est cette substance et quelle est sa pertinence pour l’évolution d’une galaxie.

Bien que les simulations informatiques suggèrent que la matière noire devrait s’accumuler au centre d’une galaxie, appelé point de densité, de nombreuses observations télescopiques antérieures ont indiqué qu’elle est plutôt dispersée de manière plus uniforme dans toute la galaxie. La raison de cette tension entre modèle et observation continue de dérouter les astronomes, ce qui renforce le mystère de la matière noire.

“Nos modèles ont tendance à s’accorder davantage avec une structure en forme de cuspide, qui s’aligne sur les modèles cosmologiques”, a-t-il déclaré. c’est une déclaration Eduardo Vitral, du Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore et auteur principal de la nouvelle étude. “Bien que nous ne puissions pas affirmer avec certitude que toutes les galaxies contiennent une distribution de matière noire de type cuspide, il est passionnant de disposer de données aussi bien mesurées qui surpassent tout ce que nous avions auparavant.”

Pour en savoir plus sur la matière noire au sein d’une galaxie, les scientifiques peuvent observer ses étoiles et leurs mouvements dominés par l’attraction de la matière noire. Une approche courante pour mesurer la vitesse des objets se déplaçant dans l’espace consiste à utiliser l’effet Doppler, un changement observé dans la longueur d’onde de la lumière si une étoile se rapproche ou s’éloigne de la Terre. Bien que cette vitesse de visibilité directe puisse fournir des informations précieuses, seule une quantité limitée d’informations peut être obtenue à partir de cette source d’informations unidimensionnelle.

En plus de se rapprocher ou de s’éloigner de nous, les étoiles se déplacent également dans le ciel, mesurées par leur propre mouvement. En combinant la vitesse en ligne de mire avec les mouvements personnels, L’équipe a réalisé une analyse sans précédent des mouvements tridimensionnels des étoiles.

“Les améliorations des données et celles de la modélisation vont souvent de pair”, a expliqué Roeland van der Marel du STScI, co-auteur de l’article qui a lancé l’étude il y a plus de 10 ans. “Si des données très sophistiquées ou uniquement des données unidimensionnelles sont disponibles, des modèles relativement simples peuvent souvent être utilisés. Plus les données collectées sont nombreuses et complexes, “Plus les modèles doivent être complexes pour véritablement capturer toutes les subtilités des données.”

Comme on sait que les galaxies naines ont une proportion de matière noire plus élevée que les autres types de galaxies, l’équipe s’est concentrée sur la galaxie naine Draco, qui est un satellite sphéroïdal relativement petit proche de la Voie lactée.

“Lorsque vous mesurez les mouvements appropriés, vous notez la position d’une étoile à un moment donné, puis, plusieurs années plus tard, vous mesurez la position de cette même étoile. Vous mesurez le déplacement pour déterminer à quel point elle a bougé”, a expliqué Sangmo Tony Sohn, de STScI, autre co-auteur de l’article et chercheur principal du dernier programme d’observation. “Pour ce type d’observation, “Plus vous attendez, mieux vous pourrez mesurer le mouvement des étoiles.”

L’équipe a analysé une série d’époques s’étendant de 2004 à 2022, une base de référence étendue que seul Hubble pouvait offrir, en raison de la combinaison de sa vision nette et stable et de sa durée de fonctionnement record. Les riches archives de données du télescope ont contribué à réduire le niveau d’incertitude dans la mesure des mouvements propres des étoiles. La précision équivaut à mesurer un déplacement annuel un peu inférieur à la largeur d’une balle de golf vue sur la Lune depuis la Terre.

En utilisant trois dimensions de données, l’équipe a réduit le nombre d’hypothèses appliquées dans des études précédentes et a pris en compte des caractéristiques spécifiques de la galaxie, telles que sa rotation et la répartition de ses étoiles et de sa matière noire, dans leurs propres efforts de modélisation.

Les méthodologies et modèles développés pour la galaxie naine Draco pourront être appliqués à d’autres galaxies à l’avenir. L’équipe analyse déjà les observations de Hubble de la galaxie naine Sculptor et de la galaxie naine Ursa Minor.

L’étude de la matière noire nécessite l’observation de différents environnements galactiques et implique également une collaboration entre différentes missions de télescopes spatiaux. Par exemple, le prochain télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA contribuera à révéler de nouveaux détails sur les propriétés de la matière noire entre différentes galaxies grâce à sa capacité à étudier de grandes parties du ciel.