Les galaxies ultra-diffuses : Peu d'étoiles, mais remplies de matière noire
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Les galaxies qu’on connait comme les galaxies ultra-diffuses possèdent très peu d’étoiles, mais elles sont remplies de matière noire.
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Faible en apparence, mais très intéressante sur le fond. Pour la première fois, les astronomes ont pesé ce qu’on appelle une galaxie ultra-diffuse et ils ont découvert qu’elle est composée à 99,6 % de matière noire. Une galaxie ultra-diffuse peut être aussi large que la Voie lactée, mais aussi faible qu’une galaxie naine. Il y a très peu d’étoiles sur ce type de galaxie ce qui la rend difficile à étudier. On a détecté des galaxies ultra-diffuses il y a près de 30 ans, mais elles n’ont pas été nommé avant 2014 lorsqu’une équipe menée par Pieter van Dokkum de l’université de Yale en a détecté 47 dans l’Amas de la Chevelure de Bérénice. D’autres astronomes ont étudié cet amas avec le Subaru Telescope géant à Hawai et ils ont découvert d’autres galaxies ultra-diffuses.
Les galaxies ultra-diffuses
L’équipe de Van Dokkum estime que ces galaxies doivent être composées à 98 % de matière noire pour permettre à la gravité de les maintenir. Sinon, les autres galaxies dans cet amas les auraient mis en pièces. On pense que la matière noire compose 80 % de la masse de l’univers et donc, il faut qu’il y ait des concentrations très denses dans un petit espace. Mais jusqu’à présent, personne n’avait réussi à peser une galaxie ultra-diffuse.
Désormais, Michael Beasley de l’Institute of Astrophysics of the Canary Islands et ses collègues ont pesé une galaxie ultra-diffuse appelée VCC 1287 dans l’Amas de la Vierge. Le principal corps de la galaxie est trop faible pour l’étudier et donc, ils ont observé ses amas globulaires. Ce sont des ensembles d’étoiles qui se déplacent autour de la galaxie.
Faibles, mais très lourdes
En utilisant le Great Canary Telescope de 10,4 mètres à La Palma, l’équipe de Beasley a mesuré la vitesse des amas. Ils ont trouvé que les amas orbitent à une telle vitesse autour de la galaxie que cette dernière doit avoir une masse supérieure à 80 milliards de fois à celle du soleil. Cela représente 8 % de la masse totale de la Voie lactée, mais un chiffre impressionnant pour une galaxie ultra-diffuse puisqu’elle possède très peu d’étoiles. Cela signifie aussi que cette galaxie ultra-diffuse possède 3 000 fois plus de matière noire que de matière stellaire. Le ratio de la Voie lactée pour la matière noire est seulement de 15 pour 1. C’est une méthode très intéressante et c’est une excellente étude selon van Dokkum. Beasley spécule que cette galaxie s’est formée avec de la matière noire et du gaz, mais qu’elle a perdu ce dernier lorsque la galaxie est tombée dans l’Amas de la Vierge. Sans le gaz, la galaxie ne peut plus créer d’étoiles et donc, elle se retrouve avec des tonnes de matière noire, mais avec une faible lumière.
Source : The Astrophysical Journal Letters
