L'astronomie est connue pour soulever plus de questions qu'elle n'en répond. Prenez l'observation que la grande majorité de la matière est invisible.
Bien que les astronomes aient rassemblé des preuves accablantes que la matière noire représente environ 84% de la matière de l'univers - fournissant des explications simples sur la rotation des galaxies individuelles, les mouvements des amas de galaxies lointaines et la flexion de la lumière des étoiles lointaine - ils restent incertains quant aux détails.
Maintenant, un groupe d'astronomes australiens pense qu'il n'y a que la moitié de la matière noire dans la Voie lactée comme on le pensait auparavant.
En 1933, l'astronome suisse Fritz Zwicky a observé l'amas de Coma - un amas de galaxies à environ 320 millions d'années-lumière de distance et près de 2 années-lumière de diamètre - et a constaté qu'il se déplaçait trop rapidement. Il n'y avait tout simplement pas assez de matière visible pour maintenir l'amas de galaxies ensemble.
Zwicky a décidé qu'il devait y avoir un ingrédient caché, connu sous le nom de dunkle Materie, ou matière noire, qui faisait que les mouvements de ces galaxies étaient si importants.
Puis en 1978, l'astronome américaine Vera Rubin a examiné les galaxies individuelles. Les astronomes supposaient en grande partie que les galaxies tournaient un peu comme notre système solaire, les planètes extérieures tournant plus lentement que les planètes intérieures. Cet argument s'aligne sur les lois de Newton et l'hypothèse que la majeure partie de la masse est située au centre.
Mais Rubin a découvert que les galaxies ne tournaient en rien comme notre propre système solaire. Les étoiles extérieures ne tournaient pas plus lentement que les étoiles intérieures, mais tout aussi rapidement. Il devait y avoir de la matière noire à la périphérie de chaque galaxie.
Maintenant, l'astronome Prajwal Kafle, de l'Université de l'Australie occidentale, et ses collègues ont une fois de plus observé la vitesse des étoiles à la périphérie de notre propre galaxie, la Voie lactée. Mais il l'a fait de manière beaucoup plus détaillée que les estimations précédentes.
À partir de la vitesse d'une étoile, il est relativement simple de calculer n'importe quelle masse intérieure. L'équation simple ci-dessous montre que la masse intérieure (M) est égale à la distance entre l'étoile et le centre galactique (R) multipliée par sa vitesse (V) au carré, toutes divisées par la constante gravitationnelle (G):
Kafle et ses collègues ont utilisé une physique plus désordonnée expliquant la négligence de la galaxie. Mais le point tient, avec la vitesse d'une étoile, vous pouvez calculer n'importe quelle masse intérieure. Et avec les vitesses de plusieurs étoiles, vous êtes forcément plus précis. L'équipe a découvert que la matière noire de notre galaxie pèse 800 milliards de fois la masse du Soleil, la moitié des estimations précédentes.
"L'idée actuelle de la formation et de l'évolution des galaxies ... prédit qu'il devrait y avoir une poignée de grandes galaxies satellites visibles à l'œil nu autour de la Voie lactée, mais nous ne le voyons pas", a déclaré Kafle dans un communiqué de presse. Ceci est généralement appelé le problème des satellites manquants, et il a échappé aux astronomes pendant des années.
«Lorsque vous utilisez notre mesure de la masse de la matière noire, la théorie prédit qu'il ne devrait y avoir que trois galaxies satellites, ce qui est exactement ce que nous voyons; le Grand Nuage de Magellan, le Petit Nuage de Magellan et la Galaxie Naine du Sagittaire », a déclaré Kafle.
Ces nouvelles mesures pourraient prouver que la Voie lactée n'est pas tout à fait le monstre que les astronomes pensaient auparavant. Ils aident également à expliquer pourquoi il y a si peu de galaxies satellites en orbite. Mais d'abord, les résultats devront être confirmés car ils résistent à de nombreuses autres façons de peser la matière noire dans notre galaxie.
Les résultats ont été publiés dans le Astrophysical Journal et sont disponibles en ligne.
