Une nouvelle étude réalisée par le très grand télescope (Very Large Telescope, abbr. VLT) de l'Agence spatiale européenne et le télescope spatial Hubble de la NASA a montré pour la première fois que la matière peut aussi interagir avec elle-même - une découverte qui, à première vue, contredit que nous connaissions la nature de cette masse invisible.
Alors qu'est-ce qui se passe?
En utilisant l'outil astronomique avancé MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) sans les télescopes VLT et Hubble, les astronomes ont pu visualiser 4 galaxies en collision dans l'amas des galaxies Abell 3827. Il s'agit d'un amas énorme, qui a souvent l'effet d'une lentille gravitationnelle.
Toutes les galaxies sont principalement composées de matière noire. Sans cette masse invisible, qui représente environ 85% de la masse totale de l'Univers, l'observation de la matière visible dans les galaxies n'aurait pas de sens, car les étoiles se sont simplement dispersées. Mais en présence de matière noire, les galaxies conservent leur structure.
Ainsi, observant Abell 3827, les astronomes ont appris que la matière noire existait sous l'effet d'une lentille gravitationnelle: les étoiles situées derrière un amas de galaxies se sont déformées dans l'espace-temps. Si vous supprimez l'influence gravitationnelle de la partie visible de la galaxie, il restera l'énorme composant gravitationnel, permettant aux astronomes de mesurer avec précision le nombre et l'emplacement des nuages sombres de matière dans un groupe de galaxies. En utilisant cette méthode pour déterminer l'emplacement de la matière noire dans 4 galaxies en collision, les astronomes ont conclu que la matière noire associée à chaque galaxie se trouvait à environ 5 000 années-lumière de sa partie visible.
Qu'est-ce qui cause ce retard?
Selon une étude publiée dans le Journal des avis mensuels de la Royal Astronomical Society le 15 avril, il n’est pas causé par une sorte d’interaction entre des halos galactiques de matière noire, à l’intérieur des galaxies limitrophes. Lorsque les galaxies entrent en collision, la matière visible interagit comme prévu, mais le halo de matière noire semble s’attirer, formant un décalage de 5 000 années-lumière.
C'est une découverte passionnante, mais pour comprendre comment, en interagissant les uns avec les autres, la matière noire forme cet effet à grande échelle, nous avons besoin de plus d'observations et de simulations informatiques plus précises.
"Nous savons que la matière noire existe en raison de la lentille gravitationnelle, ce qui nous aide à regarder dans les recoins les plus reculés de notre univers, mais nous n'avons toujours rien de désastreux sur la matière la plus sombre", a déclaré la chercheuse Lily Williams de l'Université du Minnesota. "Nos observations montrent que la matière noire peut interagir avec elle-même, c'est-à-dire que nous pouvons éliminer certaines théories clés à ce sujet." Cette découverte contredit l’étude récente de 72 amas de galaxies. Les résultats de cette étude ont montré que la matière noire interagissait très peu avec elle-même.
Mais la nouvelle étude se concentre sur les galaxies individuelles en collision, plutôt que sur des amas entiers. Malgré cela, les deux études ont fourni une occasion unique d'étudier les interactions possibles de la matière noire à deux échelles différentes.
