La découverte de Nube, une galaxie naine faible et étendue, remet en question les modèles astrophysiques existants. Ses caractéristiques uniques pourraient fournir de nouvelles informations sur l’univers et la nature de la matière noire. (Concept de l’artiste.) Crédit : Issues.fr.com
Un groupe d’astrophysiciens dirigé par Mireia Montes, chercheuse à l’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), a découvert la galaxie la plus grande et la plus diffuse enregistrée jusqu’à présent. L’étude a été publiée dans la revue Astronomie et astrophysiqueet a utilisé les données prises avec le Gran Telescopio Canarias (GTC) et le Green Bank Radiotelescope (GBT).
Nube est une galaxie naine presque invisible découverte par une équipe de recherche internationale dirigée par l’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en collaboration avec l’Université de La Laguna (ULL) et d’autres institutions.
Le nom a été suggéré par la fille de 5 ans de l’un des chercheurs du groupe et est dû à l’apparence diffuse de l’objet. Sa luminosité superficielle est si faible qu’elle était passée inaperçue lors des différents relevés précédents de cette partie du ciel, comme s’il s’agissait d’une sorte de fantôme. En effet, ses étoiles sont si dispersées dans un volume si important que « Nube » (l’espagnol pour « Cloud ») était presque indétectable.
Cette galaxie nouvellement découverte possède un ensemble de propriétés spécifiques qui la distinguent des objets précédemment connus. L’équipe de recherche estime que Nube est une galaxie naine dix fois plus faible que les autres objets de ce type, mais également dix fois plus étendue que d’autres objets possédant un nombre comparable d’étoiles. Pour montrer ce que cela signifie à tous ceux qui connaissent un peu l’astronomie, cette galaxie fait un tiers de la taille de la Terre. voie Lactéemais a une masse similaire à celle du Petit Nuage de Magellan.
Image de la galaxie Nube à travers différents télescopes. Crédit : SDSS/GTC/IAC
« Avec nos connaissances actuelles, nous ne comprenons pas comment une galaxie avec des caractéristiques aussi extrêmes peut exister » explique Mireia Montes, la première auteure de l’article, chercheuse à l’IAC et à l’ULL.
Depuis quelques années, Ignacio Trujillo, le deuxième auteur de l’article, analyse, à partir des images SDSS (Enquête sur le ciel numérique de Sloan), une bande de ciel spécifique, dans le cadre du projet Legado del IAC Stripe 82. Dans l’une des révisions des données, ils ont remarqué une faible tache qui semblait suffisamment intéressante pour mettre en place un projet de recherche.
L’étape suivante consistait à utiliser des images multicolores ultra-profondes du Gran Telescopio Canarias (GTC), pour confirmer que cette zone de l’enquête n’était pas une sorte d’erreur, mais qu’il s’agissait d’un objet extrêmement diffus. En raison de sa faiblesse, il est difficile de déterminer la distance exacte de Nube. A partir d’une observation obtenue avec le Green Bank Telescope (GBT), aux États-Unis, les auteurs ont estimé la distance de Nube à 300 millions d’années-lumière, bien que des observations à venir avec le radiotélescope Very Large Array (VLA) et le télescope optique William Herschel (WHT) à l’Observatoire Roque de los Muchachos, La Palma, devrait les aider à démontrer si cette distance est correcte. « Si la galaxie s’avère plus proche, elle restera un objet très étrange et offrira des défis majeurs à l’astrophysique », commente Ignacio Trujillo.
Un autre défi pour le modèle actuel de matière noire ?
La règle générale est que les galaxies ont une densité d’étoiles beaucoup plus grande dans leurs régions internes, et que cette densité diminue rapidement à mesure que l’on s’éloigne du centre. Cependant, Montes dit qu’à Nube, « la densité des étoiles varie très peu dans tout l’objet, c’est pourquoi elle est si faible, et nous n’avons pas pu bien l’observer jusqu’à ce que nous ayons les images ultra-profondes du GTC. »
La galaxie Nube. La figure est une composition d’une image en couleur et d’une image en noir et blanc, pour faire ressortir l’arrière-plan. Crédit : GTC/Mireia Montes
Nube laisse les astronomes perplexes. À première vue, explique l’équipe, il n’y a aucune interaction, ni aucune autre indication de ses propriétés étranges. Les simulations cosmologiques sont incapables de reproduire ses caractéristiques « extrêmes », même sur la base de différents scénarios. « Nous nous retrouvons sans explication viable dans le cadre du modèle cosmologique actuellement accepté, celui de la matière noire froide », explique Montes.
Le modèle de matière noire froide peut reproduire les structures à grande échelle de l’univers, mais il existe des scénarios à petite échelle, comme le cas de Nube, pour lesquels il ne peut pas donner de bonne réponse. Nous avons montré comment les différents modèles théoriques ne peuvent pas le produire, ce qui en fait l’un des cas les plus extrêmes connus jusqu’à présent. « Il est possible qu’avec cette galaxie, et d’autres similaires que nous pourrions trouver, nous puissions trouver des indices supplémentaires qui ouvriront une nouvelle fenêtre sur la compréhension de l’univers », commente Montes.
« Une possibilité intéressante est que les propriétés inhabituelles de Nube nous montrent que les particules qui composent la matière noire ont une masse extrêmement petite », explique Ignacio Trujillo. Si tel était le cas, les propriétés inhabituelles de cette galaxie constitueraient une démonstration des propriétés de la physique quantique, mais à l’échelle galactique. « Si cette hypothèse se confirme, ce serait l’une des plus belles démonstrations de la nature, unifiant le monde du plus petit avec celui du plus grand » conclut-il.
