Les galaxies lointaines ont-elles de la matière noire? Un débat scientifique fait rage – Bien choisir son serveur d impression

L'année dernière, les astronomes pensaient avoir découvert une nouvelle galaxie étrange qui menaçait de remettre en cause les principes de base de la physique. S'avère pas tellement.

Maintenant, la galaxie que les scientifiques pensaient ne contenir aucune matière sombre paraissait beaucoup plus normale. Les scientifiques pensent que tout ceci était une erreur de calcul.

Les questions ont surgi pour la première fois en 2018 lorsque les scientifiques ont annoncé la découverte d'une galaxie connue sous le nom de NGC1052-DF2 (DF2 en abrégé).

"Nous pensions que chaque galaxie avait de la matière noire et que c'est de cette matière que débutait une galaxie", a déclaré Pieter van Dokkum de l'Université Yale à New Haven, dans le Connecticut, chercheur principal des observations de Hubble, dans un communiqué de presse de la NASA à l'époque.

"Cette substance invisible et mystérieuse est l'aspect le plus dominant de toutes les galaxies", a déclaré van Dokkum. "Donc, trouver une galaxie sans elle est inattendu. Cela remet en question les idées standard sur la façon dont nous pensons que les galaxies fonctionnent, et cela montre que la matière noire est réelle: elle a sa propre existence séparée des autres composants des galaxies. Ce résultat suggère peut être plus qu'un moyen de former une galaxie ".

Il y avait beaucoup de choses sur DF2 qui ont dérouté les scientifiques. Des études menées ces dernières années ont estimé que la matière noire représente 27% de l'univers, ce qui en ferait 85%.

Alors, quelle est la matière noire, exactement? Eh bien, c'est un peu compliqué.

"Nous sommes beaucoup plus certains de ce que la matière noire n'est pas que de ce qu'elle est", a déclaré la NASA. La matière noire, et l'énergie noire qui l'accompagne, est censée expliquer l'expansion accélérée de l'univers. Il existe des théories, telles que WIMPS (Particules Massives à Interaction Faible) ou MACHO (objets compacts à halo compacts), mais elles ne le sont que.

Mais au moins les scientifiques se sentent suffisamment en confiance pour dire que la matière noire est a.) Sombre et b.) Ce qui constitue l'essentiel de l'univers. Avoir une galaxie sans matière noire mettrait alors au défi une compréhension de base de l'univers.

Les scientifiques avaient raté DF2 car il ne semblait contenir que 1 / 200ème du nombre d'étoiles de la Voie Lactée. Ainsi, lorsque les résultats ont révélé que la galaxie ne représentait que 1 / 400e de la quantité de matière noire prédite par les scientifiques, DF2 est devenu un casse-tête à 64 millions d'années-lumière.

Puis, en 2019, une deuxième galaxie s'est présentée avec des traits similaires. Connu sous le nom de NGC 1052-DF4 (DF4), il semble confirmer les découvertes de DF2: "La découverte d'une seconde galaxie avec très peu ou pas de matière noire est tout aussi excitante que la découverte initiale de DF2", a déclaré van Dokkum dans un communiqué de presse.

Maintenant, les deux revendications sont soumises à l'examen d'autres scientifiques.

Le premier, DF2, a été examiné par les astrophysiciens Ignacio Trujillo, Matteo Monelli et d'autres de l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), basé en Espagne. À l'aide des données du télescope spatial Hubble, de l'observatoire Gemini et de trois autres sources, l'équipe de Trujillo estime que les estimations initiales de DF2 "surestimaient la distance de la galaxie". Au lieu d'être à 64 millions d'années-lumière de distance, une distance connue sous le nom de 20 mégaparsecs, elle n'était qu'à 42 millions d'années-lumière, soit 13 mégaparsecs, de la Terre.

"Pendant longtemps, cela a été (et continue d'être) l'une des tâches les plus difficiles en astronomie", a écrit Trujilo dans un article de blog. "Comment mesurer la distance aux objets que nous ne pouvons pas toucher."

La distance de DF2 détermine la manière dont les scientifiques voient la galaxie, ce qui à son tour détermine leur estimation de sa masse. S'il ne reste que 13 mégaparsecs, alors DF2 ne représenterait "que la moitié de la masse estimée précédemment", indique le CCI dans un communiqué de presse, tandis que "la masse de ses étoiles ne représente que le quart de la masse estimée précédemment".

Selon Trujilo, si la masse de DF2 est beaucoup plus petite qu'on ne le pensait auparavant, cela "implique donc qu'une partie importante de la masse totale doit être constituée de matière noire".

Et maintenant, Trujilo a les yeux rivés sur DF4. Après avoir appliqué leurs tactiques DF2 à DF4, son équipe a publié un article sur le serveur de pré-impression arXiv montrant que la deuxième galaxie n’est plus qu’à 14,2 mégaparsecs, contrairement aux 20 mégaparsecs initialement envisagés par l’équipe de Yale.

S'adressant à ScienceAlert, Trujilo a déclaré qu'il estimait que les méthodes d'étalonnage de la mesure de distance utilisées à Yale étaient "basées sur des galaxies très massives" et sont précises en ce qui concerne les galaxies telles que DF2 et DF4.

Pendant ce temps, van Dokkum a défendu le travail de son équipe de Yale sur DF2 et DF4 dans un courrier électronique à Mécanique populaire. Citant une lettre écrite au professeur Igancio Trujilo, van Dokkum dit que les deux DF2 et DF4 ont une "distance interne cohérente de ~ 19 mégaparsecs". En outre, il affirme que les revendications de distance de Trujilo "ne modifient pas vraiment les conclusions, en particulier pour DF4".

Alors que la discussion entre deux équipes est animée, van Dokkum souligne que "c'est un débat sain!"

Plus de données sur le DF4 du télescope spatial Hubble seront disponibles dans les mois à venir, ce qui permettra aux deux parties d'analyser davantage le différend lointain.

L'étude des galaxies est un sujet complexe et difficile. Plus tôt cette année, le Hubble a découvert une nouvelle galaxie entièrement par accident.

Source: ScienceAlert

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