Plus de nouvelles sur la matière noire cette semaine: En analysant la lumière des galaxies naines en orbite autour de la Voie lactée, les scientifiques pensent qu'ils ont découvert la masse minimale des galaxies dans l'univers - 10 millions de fois la masse du soleil. Cette masse pourrait être le plus petit «bloc de construction» connu de la mystérieuse substance invisible appelée matière noire. Les étoiles qui se forment dans ces blocs de construction s'agglutinent et se transforment en galaxies. Les scientifiques connaissent très peu les propriétés microscopiques de la matière noire, même si elle représente environ les cinq sixièmes de toute la matière dans l'univers. "En connaissant cette masse galactique minimale, nous pouvons mieux comprendre comment se comporte la matière noire, ce qui est essentiel pour apprendre un jour comment notre univers et notre vie tels que nous les connaissons", a déclaré Louis Strigari, auteur principal de cette étude de l'Université de Californie, Irvine.
La matière noire régit la croissance de la structure dans l'univers. Sans cela, des galaxies comme notre propre voie lactée n'existeraient pas. Les scientifiques savent comment la gravité de la matière noire attire la matière normale et provoque la formation de galaxies. Ils soupçonnent également que les petites galaxies fusionnent avec le temps pour créer de plus grandes galaxies telles que notre Voie lactée.
Les plus petites galaxies connues, appelées galaxies naines, varient considérablement en luminosité, allant de 1 000 fois la luminosité du soleil à 10 millions de fois la luminosité du soleil. Au moins 22 de ces galaxies naines sont connues pour orbiter autour de la Voie lactée. Les scientifiques de l'UCI ont étudié 18 d'entre eux à l'aide de données obtenues avec le télescope Keck à Hawaï et le télescope Magellan au Chili, dans le but de calculer leurs masses. En analysant la lumière des étoiles dans chaque galaxie, ils ont déterminé la vitesse à laquelle les étoiles se déplaçaient. En utilisant ces vitesses, ils ont calculé la masse de chaque galaxie.
Les chercheurs s'attendaient à ce que les masses varient, la galaxie la plus brillante pesant le plus et la galaxie la plus faible pesant le moins. Mais étonnamment, toutes les galaxies naines avaient la même masse - 10 millions de fois la masse du soleil.
Manoj Kaplinghat, co-auteur de l'étude et professeur adjoint de physique et d'astronomie à l'UCI, explique cette découverte en utilisant une analogie dans laquelle les humains jouent le rôle de la matière noire.
«Supposons que vous soyez un extraterrestre survolant la Terre et identifiant les zones urbaines à partir de la concentration de lumières dans la nuit. D'après la luminosité des lumières, vous pouvez supposer, par exemple, que plus d'humains vivent à Los Angeles qu'à Mumbai, mais ce n'est pas le cas », a déclaré Kaplinghat. "Ce que nous avons découvert est plus extrême et revient à dire que toutes les zones métropolitaines, même celles qui sont à peine visibles la nuit pour les étrangers, ont une population d'environ 10 millions d'habitants."
Étant donné que les galaxies naines sont principalement constituées de matière noire - le rapport entre la matière noire et la matière normale peut atteindre 10 000 pour un - la découverte de masse minimale révèle une propriété fondamentale de la matière noire.
"Nous sommes ravis parce que ces galaxies sont pratiquement invisibles, mais contiennent une énorme quantité de matière noire", a déclaré James Bullock, co-auteur de l'étude et directeur du Center for Cosmology de l'UCI. "Cela nous aide à mieux comprendre la particule qui compose la matière noire et nous apprend quelque chose sur la formation des galaxies dans l'univers."
Les scientifiques disent qu'il peut exister des amas de matière noire qui ne contiennent pas d'étoiles. Les seuls amas de matière noire qu'ils peuvent détecter en ce moment sont ceux qui sont éclairés par des étoiles.
Les scientifiques espèrent en savoir plus sur les propriétés microscopiques de la matière noire lorsque le Grand collisionneur de hadrons en Suisse sera opérationnel plus tard cette année. L'appareil accélérera deux faisceaux de noyaux dans un anneau dans des directions opposées, puis les claquera ensemble pour recréer les conditions juste après le Big Bang. Ce faisant, les scientifiques espèrent créer pour la première fois la particule de matière noire en laboratoire.
Source: Université de Californie, Irvine
