Les galaxies brillent généralement dans un certain nombre de régions du spectre. Crédit : infrarouge : ESA/Herschel/PACS/SPIRE/J. Fritz, U. Gand; Radiographie : ESA/XMM-Newton/EPIC/W. Pietsch, MPE ; optique : R. Gendler.
Les galaxies peuvent avoir une variété de formes et de tailles, mais certaines de leurs propriétés sont assez cohérentes. Ils ont généralement un trou noir supermassif en leur cœur, sont constitués d’étoiles avec du gaz et de la poussière cosmiques, et reposent dans les bras de matière noire qui semble aider à maintenir les galaxies ensemble. La matière noire est en effet sombre, mais les autres composants des galaxies brillent généralement plus ou moins, parfois très brillamment s’ils sont chauffés à des températures élevées.
En conséquence, les galaxies sont comme des îles éblouissantes de lumière dans l’océan noir de l’espace. Mais il s’avère qu’il y a aussi des exceptions très étranges. L’une d’elles est une remarquable galaxie naine située à 94 millions d’années-lumière, ce qui en fait l’une des galaxies les plus proches de l’univers observable. Il a été nommé FAST J0139 + 4328 et ne brille pas du tout dans la région visible du spectre. En fait, il ne brille pratiquement dans aucune partie du spectre.
FAST J0139+4328 semble être ce que l’on a récemment appelé une “galaxie noire”. Elle semble être entièrement constituée de matière noire à l’exception d’une poignée d’étoiles. La galaxie a été découverte par une équipe d’experts chinois qui ont alors découvert qu’il s’agissait d’une galaxie naine noire, assez isolée. Selon eux, c’est la première fois qu’une galaxie noire isolée est découverte dans l’univers proche.
Alors que le concept de matière noire explique bien les problèmes de rotation des galaxies où les observations ne correspondent pas aux prédictions qui ne tiennent pas compte de la matière noire, cela ne signifie pas qu’il est sans ses propres conflits. L’un d’eux est le problème des galaxies naines, qui est qu’il y en a peu, beaucoup moins que ce que font les simulations de l’univers de matière noire.
Radiotélescope FAST. Crédit : Cosmos absolu.
Une explication possible est que nous sommes incapables de détecter l’abondance des galaxies naines noires car elles sont presque invisibles. De plus, de notre point de vue, elles fusionnent souvent avec les galaxies environnantes. Mais lorsqu’il s’agit de galaxies isolées, nos chances de les détecter sont plus grandes.
Galaxie spirale naine NGC 5474. Crédit : NASA.
Xu et ses collègues ont utilisé le radiotélescope récemment lancé avec la plus grande antenne unique au monde, le FAST chinois. Il s’agissait en fait d’un projet parallèle lorsque les scientifiques ont profité des “fenêtres” vides du programme d’observation de ce radiotélescope. Ils ont cherché dans les grands nuages d’hydrogène neutre dans l’espace intergalactique des indices de la présence de galaxies. Ce faisant, ils ont rencontré la galaxie noire mentionnée FAST J0139 + 4328.
Leurs observations dans la région radio correspondaient à une petite galaxie en forme de disque en rotation, qui n’est pas du tout visible dans la région de rayonnement visible. Selon les calculs de l’équipe chinoise, cette galaxie noire contient des étoiles d’une masse d’environ 690 000 soleils, ainsi que du gaz cosmique, principalement de l’hydrogène neutre, d’une masse de 83 millions de soleils. La masse combinée de matière ordinaire dans cette galaxie est d’environ 110 millions de soleils.
Mais cette masse n’est qu’une fraction absolue de la masse totale de la galaxie FAST J0139+4328. Selon des calculs dérivés de la vitesse de rotation de cette galaxie naine, elle devrait peser au total 5,1 milliards de Soleils. Si les Chinois ont raison, cela signifie que cette galaxie contient environ 98 % de matière noire. Pour les experts, il est extrêmement attrayant, car il pourrait représenter le premier stade pratiquement inconnu de l’évolution des galaxies. Ses recherches vont certainement se poursuivre.
Vidéo: L’immense télescope chinois “Eye of Heaven” est désormais ouvert aux scientifiques internationaux
Littérature
Alerte scientifique 10. 2. 2023.
