Ursa Major III, l'objet le plus faible de notre galaxie, orbite la voie lactée à une distance de plus de 30 000 années-lumière. Jusqu'à présent, il était considéré comme une galaxie naine, considérée comme principalement en matière noire en raison de sa grande masse. Cependant, une équipe internationale d'astrophysiciens de l'Université de Bonn et de l'Institut d'études avancées en sciences de base en Iran a trouvé des preuves suggérant qu'il s'agit en fait d'un cluster d'étoiles compact contenant un noyau de trou noir. L'étude a été publiée dans Les lettres de journal astrrophysique.
L'étude se concentre sur les corps célestes qui ne peuvent pas encore être clairement classés comme des grappes d'étoiles ou des galaxies naines. Bien qu'ils ressemblent extérieurement à des grappes d'étoiles classiques, ils ont des rapports de masse / lumière inhabituellement élevés; Certains sont des centaines à des milliers de fois plus élevés que ceux des galaxies naines typiques. Cette particularité a conduit à l'hypothèse qu'ils contiennent de grandes quantités de matière noire.
« Ni les modèles de matière noire établis ni les théories alternatives n'ont pu expliquer de manière satisfaisante les causes exactes. De tels objets intermédiaires sont donc considérés comme un` `sujet chaud '' en astrophysique et font l'objet d'une recherche intensive », a déclaré l'étudiant doctoral et premier auteur Ali Rostami-Shirazi de l'Institut iranien d'études avancées dans les sciences de base.
Concentrez-vous sur Ursa Major III: Nouvelles preuves d'un cluster d'étoiles sombres
Ursa Major III est le plus faible satellite connu de la Voie lactée. Ces petites galaxies compagnons orbitent la voie laiteuse et fournissent des indices importants sur sa formation et sa composition. Auparavant considéré comme une galaxie naine sombre – une petite galaxie dont la masse est censée se composer principalement de matière noire – Aursa Major III s'est maintenant révélée être un cluster d'étoiles sombres. Les simulations de l'équipe de recherche suggèrent maintenant que Ursa Major III pourrait être un groupe d'étoiles compact dont la gravité est maintenue ensemble par un noyau de trous noirs et d'étoiles à neutrons plutôt que de matière noire.
« Les grappes d'étoiles sombres se forment lorsque les interactions gravitationnelles avec la voie lactée au cours des milliards d'années éliminent les étoiles extérieures d'un cluster d'étoiles », explique le professeur Dr. Hosein Haghi, qui mène des recherches à l'Université de Bonn et est affilié à l'Institut iranien pour les études avancées en sciences fondamentales à Zanjan. Ce qui reste est un noyau sombre et massif qui n'émet aucune lumière. Selon l'étude, cet effet a déjà été interprété à tort comme une preuve de matière noire.
Tester les simulations
Pour tester l'hypothèse, l'équipe de recherche a simulé l'évolution de l'URSA Major III sur les échelles de temps cosmiques. En utilisant des simulations spécialisées du corps N, qui calculent les interactions gravitationnelles de milliers d'étoiles avec une grande précision, l'équipe a reconstruit le développement de la structure actuelle d'Ursa Major III au fil du temps. Ces simulations sont basées sur les dernières données d'observation, notamment le mouvement orbital et la composition chimique d'Ursa Major III.
Les calculs de l'équipe de recherche montrent que l'état observé d'Ursa Major III peut s'expliquer par un noyau dense de trous noirs tenant les étoiles restantes ensemble, sans avoir besoin de matière noire.
« Nos travaux montrent pour la première fois que ces objets sont probablement des grappes d'étoiles normales », explique le professeur Pavel Kroupa, qui est membre de la modélisation des zones de recherche transdisciplinaire (TRA) et de la matière à l'Université de Bonn. « Ces résultats résolvent un mystère majeur en astrophysique. »
De tels problèmes peuvent être résolus efficacement avec la bonne approche des simulations informatiques, faisant disparaître des « composants exotiques » en astrophysique.
L'équipe Bonn se considère comme un leader dans ce domaine. Au cours de nombreuses années, ils ont développé des méthodes numériques spécialisées pour cartographier en détail la dynamique très complexe de ces systèmes étoiles. Kroupa dit: « Nos résultats actuels fournissent une nouvelle base pour comprendre les mystérieux objets célestes, tout en ouvrant de nouvelles perspectives pour la recherche en galaxie. »
