De la matière noire pas si exotique

De la matière noire pas si exotique


La galaxie NGC5291 (en blanc, au centre) et son anneau de débris de collision (en bleu), où de la matière noire a été mise mise en évidence (en rouge).
Crédits : CEA/CNRS/F.Bournaud

La galaxie NGC5291 (en blanc, au centre) et son anneau de débris de collision (en bleu), où de la matière noire a été mise mise en évidence (en rouge).
Crédits : CEA/CNRS/F.Bournaud
De quoi est constituée l’énigmatique matière noire, dont la gravitation influe sur la matière visible mais qu’aucun astronome n’a encore jamais vue ? En combinant simulations numériques et observations radio de NGC5291, un système de galaxies en interaction dans l’Hydre, Frédéric Bournaud (CEA) et ses collègues européens viennent de lever un coin du voile. Dans les galaxies naines de marées, qui naissent dans le sillage des grandes collisions galactiques, la matière noire pourrait être constituée... d’hydrogène moléculaire !

Voilà qui a de quoi surprendre. Les astronomes expliquent généralement la discrétion de la matière noire par son caractère exotique. Il s’agirait de neutralinos, d’axions ou d’autres particules hypothétiques qu’il reste à découvrir.

Dans les débris de collisions galactiques, pourtant, la matière cachée mise en évidence par Frédéric Bournaud ne peut pas être de ce type. Bien que les naines de marées de NGC5291 soient trois fois plus massives qu’elles ne le paraissent, invoquer ici la présence de matière noire exotique contredirait les meilleurs modèles de formation des galaxies !

En effet, selon ces modèles, la matière noire exotique se cantonne aux halos sphériques qui enveloppent les galaxies. Or les simulations numériques montrent que les naines de marées de NGC5291 se sont formées en arrachant de la matière aux disques de leurs galaxies mères. Si ces naines possèdent de la matière cachée, elle n’est donc pas du même type que celle que l’on trouve dans les halos...

De quoi est constituée cette matière noire non exotique ? Il y a peu de candidats. Sous la forme d’un gaz moléculaire, très froid, l’hydrogène pourrait faire l’affaire. Il a très bien pu échapper jusqu’ici aux astronomes. À l’observatoire de Paris, l’astrophysicienne Françoise Combes milite depuis plusieurs années pour la construction d’un satellite dédié à sa recherche. À suivre, donc !

David Fossé
Le 10 mai 2007