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Aucune matière noire dans ces 19 galaxies et personne ne sait pourquoi

Bien qu’hypothétique, la matière noire constitue l’élément clé qui permet d’expliquer la formation de l’univers, et les observations astrophysiques. La théorie pourrait bien être remise en cause avec la découverte de plusieurs galaxies sans matière noire. Plus surprenant, ces galaxies ne correspondent pas non plus aux modèles qui réfutent l’existence de matière noire.

Image 1 : Aucune matière noire dans ces 19 galaxies et personne ne sait pourquoi
Galaxie NGC1052-DF2 © NASA, ESA, and P. van Dokkum (Yale University)

Dans les théories actuelles, la matière noire est l’élément clé de l’astrophysique pour expliquer la formation de l’univers et des galaxies. Elle n’émet pas de lumière, mais exerce une attraction gravitationnelle qui aurait permis de rassembler la matière classique, dite baryonique, pour former des galaxies. Bien qu’invisible dans une galaxie, on la détecte parce qu’elle intervient dans le déplacement de la matière observable. Jusqu’à récemment, on décelait systématiquement sa présence dans toutes les galaxies qu’on a étudiées.

En 2018, une équipe d’astrophysiciens menée par Pieter van Dokkum de l’université de Yale a découvert pour la première fois une galaxie qui ne correspond pas au modèle actuel. L’observation de la vitesse de déplacement moyenne des amas globulaires de la galaxie NGC 1052-DF2 a montré qu’elle se composait uniquement de matière baryonique. Une découverte qui a créé une controverse dans la communauté scientifique, notamment au sujet de la précision de la méthode employée.

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Pourtant l’existence de galaxies sans matière noire semble se confirmer avec une nouvelle méthode de mesure beaucoup plus précise, les « courbes de rotation H1 ». Elle se concentre sur l’observation du mouvement de nuages d’hydrogène dans les galaxies. S’il s’explique par la seule présence de matière visible, alors la galaxie ne contient pas de matière noire. Elle aurait déjà permis de mettre en évidence 19 nouvelles galaxies sans matière noire.

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Une remise en cause des théories, y compris celles qui réfutent l’existence de matière noire

Bien que d’autres travaux doivent encore confirmer cette découverte, elle ne s’inscrit dans aucune des théories actuelles sur la formation de l’univers. La théorie la plus communément admise explique que les galaxies se seraient formées selon le modèle Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM) qui décrit trois caractéristiques clés de l’univers : la constante cosmologique (Λ), la matière noire et l’énergie noire. L’absence de matière noire dans les galaxies récemment découverte ne permet pas d’expliquer leur formation.

Plus surprenant, la découverte remet également en cause la principale alternative à la théorie ΛCDM. La Dynamique Newtonienne Modifiée (MOND) rejette l’existence de la matière noire. Elle parvient néanmoins à expliquer le mouvement des galaxies en remplaçant l’effet de la masse additionnelle de la matière noire par un système dérivé des lois de Newton. Le modèle MOND n’est donc pas en mesure de justifier les observations réalisées sur ces galaxies sans matière noire.

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Source : space.com