Des scientifiques de l’Université de Californie ont eu recours à des simulations informatiques sophistiquées pour créer un test permettant de prouver ou de réfuter l’existence de matière noire. L'analyse montre que la réponse réside dans le mouvement des étoiles dans les petites galaxies satellites en orbite autour de la Voie lactée.
En utilisant l'un des supercalculateurs les plus rapides au monde, les chercheurs ont modélisé la distribution de la matière dans les galaxies naines satellites. Ce sont de petites galaxies tournant autour de grandes, telles que la Voie lactée ou Andromède.
Les chercheurs se sont concentrés sur l'accélération radiale (RAR). Dans les galaxies à disques, les étoiles se déplacent sur des orbites circulaires autour du centre galactique. L'accélération qui les fait changer de direction est causée par l'attraction de la matière. RAR décrit la relation entre cette accélération et ce qui n'est causé que par la matière visible. Cela donne une idée de la structure galactique et de la distribution de la matière.
Distribution de la matière noire (ci-dessus) et des étoiles (ci-dessous)
Pour la première fois, une simulation RAR des galaxies naines a été réalisée en tenant compte de la présence de matière noire. Il s’est avéré qu’elles se comportaient comme des versions plus petites de grandes galaxies. Mais que se passe-t-il s'il n'y a pas de matière noire et si la gravité contredit les lois de Newton? Ensuite, le RAR des galaxies naines dépend fortement de leur distance par rapport à la galaxie hôte, ce qui ne se produit pas s'il y a de la matière noire. Cette différence transforme les galaxies satellites en tests puissants pour vérifier la présence de matière noire. En 2013, le vaisseau spatial ESA Gaia a été lancé, ce qui peut répondre à cette question. Il a été créé pour l'étude sans précédent des étoiles de la Voie lactée et des galaxies satellites. Il y a beaucoup de données, donc l'analyse prendra des années.
Colle pour galaxies
Cette question est toujours la plus pertinente de la cosmologie. L'existence de matière noire suggérée il y a plus de 80 ans. Cela a été fait par Fritz Zwicky, qui a deviné que les galaxies se déplaçaient si vite en groupes qu’elles s’éloignaient les unes des autres. Il a donc suggéré la présence de matière invisible, dotée d'une gravité suffisante pour sauver les galaxies dans leurs orbites. Dans les années 1970 Vera Rubin a remarqué un phénomène similaire dans les galaxies spirales.
Aujourd'hui, la majeure partie du monde scientifique est convaincue que la matière noire occupe environ 80% de la masse universelle. Il n'est pas en contact avec la lumière, donc invisible aux télescopes. Mais son existence théorique s’intègre parfaitement dans d’autres observations, comme la distribution du rayonnement CMB. En outre, il explique l'emplacement et la vitesse de la formation des galaxies. Mais jusqu'à présent, il n'a pas été possible de prouver son existence. Certains pensent donc que la gravité ne se conforme pas aux lois généralement acceptées. Les découvertes futures montreront qui avait raison.
