La matière noire plombée par une nouvelle loi dans la rotation des galaxies
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Une nouvelle étude suggère quelque chose de très étrange et perturbant. L’observation de la vélocité radiale des étoiles dans une galaxie en considérant l’absence de la matière noire. Les résultats suggèrent une correspondance sous-entendant que la matière noire est très loin de ce qu’on pense.
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Des chercheurs de la Case Western Reserve University et l’université de l’Oregon proposent une nouvelle loi de la rotation des galaxies. Leurs résultats surprenants feront l’objet d’un papier qui sera publié dans Physical Review Letters. Ces résultats, s’ils sont confirmés, sont un pavé dans la mare concernant la théorie de la matière noire.
Les planètes dans notre système orbitent autour du soleil à cause de la gravitation. L’astronome Johannes Kepler a proposé une relation mathématique sur la relation entre la distance d’une planète par rapport au soleil et sa période orbitale. On la connait comme la troisième loi du mouvement des planètes de Kepler. Ensuite, Newton a généralisé cette loi à tous les systèmes orbitaux.
Le problème est que la loi ne tient pas pour les étoiles qui orbitent autour du centre de leur galaxie. En 1970, l’astronome Vera Rubin a remarqué cette différence et par la suite, les observations ont été vérifiées à plusieurs reprises. Les étoiles aux confins de la galaxie orbitent à la même vitesse que celles au centre. Ce résultat a suggéré l’idée que les galaxies possèdent un halo de matière noire. Et si c’est le cas, alors les étoiles suivent la loi de Newton si on prend en compte la matière manquante sous la forme d’une matière noire.
Dans cette nouvelle recherche, les travaux des astronomes Stacy McGaugh, Federico Lelli et Jim Schombert révèlent que les galaxies obéissent à une loi naturelle comme celle pour les planètes, mais c’est juste qu’elle est différente. Nous expliquons le comportement actuel des galaxies par la présence de la matière noire. Mais les 3 chercheurs ont observé la vitesse orbitale des étoiles dans une galaxie en considérant qu’il n’y a pas de matière noire. Ensuite, ils ont observé la relation de ces résultats sur un grand nombre de galaxies.
Ils ont utilisé les données du télescope Spitzer de la NASA qui permet d’étudier les objets en infrarouge. Les données permettent d’estimer la masse visible d’une galaxie pour prédire la vélocité radiale de ses étoiles. En utilisant 2 693 points de donnée provenant de 153 galaxies différentes, les chercheurs ont modélisé la vélocité radiale en se basant sur la masse visible de la galaxie.
Ils ont comparé leurs modélisations avec les observations réelles et ils correspondent. Selon les chercheurs, il y a une relation mathématique très claire entre la vélocité radiale par rapport à la distribution visible de la matière noire. En gros, le comportement de l’orbite des étoiles peut s’expliquer uniquement avec la matière visible.
Si la matière noire domine la masse des galaxies, alors il n’y a aucune raison de supposer que la quantité de matière visible est associée à celle de la matière noire. Pourtant, cette étude le suggère. Si 2 galaxies avec différentes propriétés possèdent la même distribution de masse visible, alors la vélocité radiale est la même. Si vous connaissez une première vélocité, alors vous connaissez les autres. Pour les chercheurs, il y a 3 hypothèses qui expliquent ces résultats. L’observation représente une sorte de produit fini de la formation d’une galaxie. Elle représente un nouveau secteur inconnu dans la physique. Enfin, que c’est le résultat de nouvelles lois dynamiques plutôt que la matière noire.
Aucune de ces hypothèses n’est vraiment satisfaisante et les auteurs restent prudents. Mais ces observations tombent au moment où on envisage sérieusement de refondre la théorie de la matière noire. La matière noire existe, mais disons que notre perception est totalement différente à ce qu’elle est en réalité.
Source : Le blog Star with a Bang propose un dossier complet sur ces nouvelles observations.
