Cette galaxie sans matière noire défie les théories scientifiques

Notre compréhension de l’évolution cosmique pourrait être remise en question suite à la découverte d’une galaxie massive qui semble dépourvue de matière noire. Cette matière invisible, qui représente environ 85% de la matière dans l’Univers, semble être absente de la galaxie NGC 1277, située dans l’amas de Persée. Localisée à 240 millions d’années-lumière de la Terre, il s’agit du premier conglomérat découvert de la taille de la Voie lactée, composé d’étoiles, de planètes, de poussières et de gaz, à être dépourvu de matière noire. Cette découverte ne correspond pas aux modèles cosmologiques actuellement acceptés, qui incluent la matière noire, » a déclaré le leader de cette découverte, Sebastién Comerón, chercheur à l’Université de La Laguna. En effet, la présence de matière noire peut être déduite par ses interactions gravitationnelles. Les astronomes ont suggéré l’existence de cette substance obscure lorsqu’ils ont observé des galaxies massives tournant si vite qu’elles se seraient désagrégées sans l’influence gravitationnelle d’une masse invisible. Cette réalité a conduit les scientifiques à théoriser que toutes les grandes galaxies sont enveloppées d’une couche de matière noire, hypothèse devenue une pierre angulaire dans le développement des théories de l’évolution galactique.

Examen d’une galaxie-relique non conformiste

Considérée comme une relique cosmique, NGC 1277 est atypique parmi les galaxies car elle a eu peu d’interaction avec les autres galaxies environnantes. Ce genre de galaxies sont censées être les vestiges de galaxies géantes qui existaient dans l’Univers primitif. Pour aider à comprendre comment se sont formées les premières galaxies, Comerón et ses collègues ont observé NGC 1277 avec un spectrographe à champintégral. Cet instrument leur a permis de cartographier le mouvement de la galaxie et à déterminer sa masse et la répartition de cette masse.

Ils ont découvert que la distribution de la masse totale de NGC 1277, qui devrait inclure la matière noire, était identique à celle de la masse de sa matière ordinaire, c’est-à-dire ses étoiles, sa poussière, son gaz et ses planètes. Cela signifie qu’il ne peut y avoir dans la galaxie une quantité de matière noire supérieure à 5%, mais les résultats sont encore plus cohérents avec une absence totale de matière noire.

NGC 1277 est située à 240 millions d’années-lumière de la Terre. Ici, nous voyons une vue de la galaxie qui se trouve près du centre de l’amas de Persée, un amas constitué de plus de 1 000 galaxies.
Crédit: M. Beasley (Instituto de Astrofisica de Canarias)/P. Kehusma/NASA/ESA Les scientifiques ont quelques hypothèses pour expliquer pourquoi NGC 1277 est si pauvre en matière noire. « Une explication est que l’interaction gravitationnelle avec le milieu environnant au sein de l’amas de galaxies a expulsé la matière noire, » explique la chercheuse Anna Ferré-Mateu. « L’autre est que la matière noire a été éjectée du système lors de la formation de la galaxie par la fusion de fragments protogalactiques, qui ont donné naissance à la galaxie-relique. »

L’équipe n’est pas totalement convaincue par ces explications et va donc continuer à étudier NGC 1277 avec le télescope William Herschel à l’Observatoire du Roque de los Muchachos sur l’île de La Palma, aux Canaries.

Si ces futures investigations confirment l’absence de matière noire dans cette galaxie-relique, les scientifiques pensent que cela ne remettra pas en cause l’existence de la matière noire en soi. Au contraire, ils estiment que cela pourrait défier les alternatives aux modèles de matière noire, dites théories de la gravité modifiée. « Une loi de la gravité modifiée doit être universelle ; elle ne peut pas avoir d’exceptions, » a déclaré Trujillo. « Une galaxie sans matière noire est une réfutation de ce type d’alternative à la matière noire. »