Des astronomes ont découvert pour la première fois une galaxie quasiment, voire totalement, dépourvue de matière noire, un élément invisible et mystérieux censé agir comme une sorte de «colle» aidant à la formation des galaxies.
Cette observation «vient défier les théories courantes sur la formation des galaxies», souligne Pieter van Dokkum, de l'Université de Yale (Etats-Unis), principal auteur de l'étude publiée mercredi dans la revue Nature.
La galaxie en question, baptisée NGC 1052-DF2, ou plus simplement DF2, se trouve à 65 millions d'années-lumière de la Terre. Déjà connue, elle fait partie des galaxies ultra-diffuses, dont la densité est extrêmement basse. Plus grande que la Voie lactée, notre galaxie, elle contient 250 fois moins d'étoiles.
«Il s'agit d'une découverte exceptionnelle dans la mesure où les galaxies sont censées contenir davantage de matière noire que de matière ordinaire», souligne l'Institut Dunlap pour l'Astronomie et l'Astrophysique de l'Université de Toronto, dont des chercheurs ont participé à l'étude.
La matière ordinaire (les atomes), qui compose les étoiles, les planètes, les gaz et les poussières des galaxies, constitue 5% seulement de l'Univers.
La matière noire, qui reste l'une des plus grandes énigmes de l'astrophysique contemporaine, formerait plus de 25% de l'Univers.
Elle est invisible et on ne peut la détecter qu'à partir de ses effets gravitationnels sur d'autres objets de l'Univers. Les scientifiques pensent que c'est elle qui donne aux galaxies une masse supplémentaire. Cela produit un surplus de gravité qui permet aux galaxies de ne pas se défaire.
En effet, les galaxies tournent si vite que la gravité produite par la simple matière observable ne suffit pas à les faire tenir ensemble.
«La matière noire est communément considérée comme partie intégrante des galaxies - c'est la colle qui les tient ensemble et l'échafaudage sous-jacent sur lequel elles sont construites», résume Allison Merritt de l'Université de Yale, co-auteur de l'étude, citée dans un communiqué de l'Observatoire européen austral (ESO).
Avant la découverte, «on présumait que toutes les galaxies avaient de la matière noire. Pour une galaxie de cette taille, il devrait y avoir 30 fois plus de matière noire que de matière ordinaire», indique Roberto Abraham de l'Université de Toronto (Canada), cité par l'agence AFP. «Au lieu de cela, on a trouvé qu'il n'y avait pas du tout de matière noire. Cela ne devrait pas être possible», poursuit-il.
Allison Merritt constate qu'il n'existe pas, à cette heure, de théorie qui prédise ce type de galaxies: «La façon dont elles se forment est totalement inconnue».
L 'existence de galaxies sans matière noire du type de DF2 pourrait affaiblir les théories cosmologiques qui proposent des alternatives à la matière noire, soulignent les chercheurs.
La galaxie DF2 a été repérée par un télescope optique original baptisé Dragonfly (libellule). Plusieurs télescopes ont ensuite été mis à contribution pour étudier DF2 et tout particulièrement le télescope spatial Hubble.
Imaginé et construit par Pieter van Dokkum et Roberto Abraham, Dragonfly, situé en Arizona, est équipé de 48 lentilles.
Il est capable de détecter des objets astronomiques très faiblement lumineux. Cela lui a permis de découvrir les galaxies ultra-diffuses. APS
