Les astronomes se grattent la tête au-dessus d'une nouvelle observation d'un «amas» de matière noire apparemment laissé derrière après une fusion massive entre les amas de galaxies. Les implications de cette découverte posent des défis à la compréhension actuelle de l'influence de la matière noire sur les galaxies et les amas de galaxies.
Initialement, les observations faites en 2007 ont été rejetées en tant que mauvaises données. De nouvelles données obtenues par le télescope spatial Hubble en 2008 ont confirmé les observations précédentes de la séparation de la matière noire et des galaxies. Les nouvelles preuves sont basées sur les observations d'un amas de galaxies fusionnant à distance nommé Abell 520. À ce stade, les astronomes ont un défi devant eux afin d'expliquer pourquoi la matière noire ne se comporte pas comme prévu.
"Ce résultat est un casse-tête", a déclaré l'astronome James Jee (Université de Californie, Davis). "La matière noire ne se comporte pas comme prévu, et il n'est pas évident de savoir ce qui se passe. Les théories de la formation des galaxies et de la matière noire doivent expliquer ce que nous voyons. »
Les théories actuelles sur la matière noire affirment qu'il peut s'agir d'une sorte de «colle» gravitationnelle qui maintient les galaxies ensemble. L'une des autres propriétés intéressantes de la matière noire est que, selon tous les comptes, elle n'est pas faite de la même substance que les personnes et les planètes, mais interagit "gravitationnellement" avec la matière normale. Les méthodes actuelles pour étudier la matière noire consistent à analyser les fusions galactiques, car les galaxies interagiront différemment de leurs halos de matière noire. Les théories actuelles sont soutenues par des observations visuelles des fusions de galaxies dans le Bullet Cluster, et sont devenues un exemple classique de notre compréhension actuelle de la matière noire.
Les études d'Abell 520 amènent les astronomes à réfléchir à deux fois sur notre compréhension actuelle de la matière noire. Les premières observations ont trouvé de la matière noire et du gaz chaud, mais manquaient de galaxies lumineuses - qui sont normalement détectées dans les mêmes régions que les concentrations de matière noire. Tentant de donner un sens aux observations, les astronomes ont utilisé la caméra planétaire à champ large 2 de Hubble pour cartographier la matière noire dans l'amas à l'aide d'une technique de lentille gravitationnelle.
«Des observations comme celles d'Abell 520 sont humiliantes dans le sens où, malgré tous les sauts et limites de notre compréhension, nous sommes de temps en temps arrêtés», a déclaré Arif Babul (Université de Victoria, Colombie-Britannique).
Jee a ajouté: «Nous connaissons peut-être six exemples de collisions d'amas de galaxies à grande vitesse où la matière noire a été cartographiée, mais le Bullet Cluster et Abell 520 sont les deux qui montrent les preuves les plus claires des récentes fusions, et ils sont incompatibles avec chacun autre. Aucune théorie unique n'explique le comportement différent de la matière noire dans ces deux collisions. Nous avons besoin de plus d'exemples. »
L'équipe a travaillé sur de nombreuses possibilités pour leurs conclusions, chacune avec son propre ensemble de questions sans réponse. Une telle possibilité est que Abell 520 était une fusion plus compliquée que la rencontre avec Bullet Cluster. Il y a peut-être eu plusieurs galaxies fusionnées dans Abell 520 au lieu des deux responsables du groupe de balles. Une autre possibilité est que, comme le riz bien cuit, la matière noire peut être collante. Lorsque des particules de matière ordinaire entrent en collision, elles perdent de l'énergie et, par conséquent, ralentissent. Il peut être possible qu'une certaine matière noire interagisse avec elle-même et reste derrière après une collision entre deux galaxies.
Une autre possibilité pourrait être qu'il y avait plus de galaxies dans le noyau, mais qu'elles étaient trop faibles pour que Hubble puisse les détecter. Étant plus faibles, les galaxies auraient formé beaucoup moins d'étoiles que les autres types de galaxies. L'équipe prévoit d'utiliser ses données Hubble pour créer des simulations informatiques de la collision, dans l'espoir d'obtenir des indices vitaux dans les efforts pour mieux comprendre le comportement inhabituel de la matière noire.
Si vous souhaitez en savoir plus sur le télescope spatial Hubble, visitez: http://www.nasa.gov/hubble
