Une nouvelle étude du télescope spatial Spitzer de la NASA suggère que les galaxies se forment dans des amas de matière noire. Cette nouvelle étude Spitzer a révélé que la quantité de matière noire entourant les galaxies éloignées est étonnamment constante.
Commencez avec beaucoup, beaucoup de matière noire, puis ajoutez du gaz. Laissez reposer le mélange pendant un moment, et une galaxie devrait sortir de la pâte.
Cette recette simple pour la cuisson des galaxies ne peut pas être effectuée à la maison, mais elle reflète ce que les astronomes apprennent sur la formation des galaxies. Comme la cuisson du pain avec de la levure, une substance mystérieuse dans l'univers appelée matière noire est nécessaire à la croissance d'une galaxie.
Maintenant, une nouvelle étude du Spitzer Space Telescope de la NASA affine ce que l'on sait de cet ingrédient essentiel des galaxies. Cela suggère que non seulement la matière noire est nécessaire, mais qu'une quantité minimale de matière doit être présente avant qu'une galaxie puisse se former. Moins signifierait pas de galaxie - l'équivalent cosmique d'une miche de pain ratée.
"Les galaxies naissent dans d'énormes amas de matière noire", a déclaré le Dr Duncan Farrah de l'Université Cornell, Ithaca, N.Y. "Nous constatons que ces amas semblent être d'une taille remarquablement constante d'une galaxie à l'autre." Farrah est l'auteur principal d'un article décrivant cela et d'autres découvertes dans un récent numéro d'Astrophysical Journal Letters.
Comme son nom l'indique, la matière noire n'émet pas de lumière, donc aucun télescope conventionnel ne peut la voir. La matière dite normale, qui comprend les plantes et les êtres humains et toutes sortes d'objets spatiaux, émet des rayonnements électromagnétiques ou de la lumière. Il y a environ cinq fois plus de matière noire dans l'univers que la matière normale.
Pourtant, la matière noire a une masse, ce qui signifie qu'elle peut exercer des remorqueurs gravitationnels sur la matière normale.
"La matière noire a de la gravité, donc elle attire de plus en plus de matière noire en plus du gaz" normal "", a déclaré le co-auteur Dr. Jason Surace du Spitzer Science Center de la NASA au California Institute of Technology à Pasadena. "Nous savons que le gaz finit par se condenser dans les étoiles qui composent les galaxies, mais l'étude Spitzer suggère que cela n'arrivera pas tant que la matière noire n'aura pas atteint une masse critique."
Farrah et ses collègues ont utilisé les données de l'enquête extragalactique infrarouge à large zone Spitzer pour étudier des centaines d'objets distants, appelés galaxies infrarouges ultralumineuses, situées à des milliards d'années-lumière. Ces jeunes galaxies sont incroyablement brillantes et remplies de beaucoup d'activités de formation d'étoiles poussiéreuses.
Initialement, les chercheurs ont cherché à mieux comprendre comment les jeunes galaxies et la matière noire évoluent et s'agrègent ensemble dans les amas géants de galaxies matures qui dominent notre univers actuel. "Vous pourriez penser que les galaxies sont simplement réparties de manière aléatoire dans le ciel, comme jeter une poignée de sable sur le sol", a déclaré Farrah. "Mais ils ne le sont pas, et la raison pourrait être que les amas de matière noire autour des jeunes galaxies s'attirent comme de la colle."
En déterminant à quel point les galaxies infrarouges ultra-lumineuses avaient commencé à se regrouper, Farrah et ses collègues ont pu mesurer indirectement la quantité de «colle» de matière noire présente. Plus le groupement est serré, plus il y a de matière noire. Ils ont fait ce calcul pour deux lots de galaxies à différentes distances de la Terre.
C’est alors qu’ils ont remarqué quelque chose de bizarre. Pour chaque galaxie étudiée, quelle que soit la distance, il semblait y avoir des amas de matière noire environnants d'environ la même taille, l'équivalent de 10 billions de masses solaires. Parce que les astronomes n'ont trouvé aucune galaxie couplée à moins de 10 billions de masses solaires de matière noire, ils croient que cette quantité doit être le minimum nécessaire pour qu'une galaxie infrarouge ultra-lumineuse se forme.
"Ces amas de matière noire pourraient être comme des graines qui donnent naissance à ces galaxies lointaines", a déclaré Surace. "Des galaxies similaires dans notre univers proche se forment d'une manière complètement différente, donc ce que nous apprenons s'applique à une époque différente de notre univers, très loin dans le temps cosmique."
La question de savoir si d'autres types de galaxies peuvent également apparaître de manière similaire est une question qui se pose en astronomie. Des études antérieures sur des galaxies hautement énergétiques appelées quasars ont laissé entendre que ces objets nécessitent également une masse minimale de matière noire pour se développer. Seulement dans ce cas, la "pâte" de départ des galaxies n'était pas aussi dense, environ quatre à cinq mille milliards de masses solaires.
Il semble que les astronomes devront attendre un peu plus longtemps avant que l'univers n'abandonne ses recettes familiales les mieux gardées.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
