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 Sujet du message: Une nouvelle galaxie, quasiment sans matière noire , a été d
MessagePosté: Jeu Mars 29, 2018 06:31 
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Inscription: Mar Juin 07, 2005 12:18
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Une nouvelle galaxie, quasiment sans matière noire, a été découverte



Citation:
A leur grande surprise, des astronomes ont découvert pour la première fois une galaxie quasiment, voire totalement, dépourvue de matière noire, un élément invisible et mystérieux censé agir comme une sorte de "colle" aidant à la formation des galaxies.
Cette observation "vient défier les théories courantes sur la formation des galaxies", souligne Pieter van Dokkum, de l'Université de Yale (Etats-Unis), principal auteur de l'étude publiée mercredi dans la revue Nature.

La galaxie en question, baptisée NGC 1052-DF2, ou plus simplement DF2, se trouve à 65 millions d'années-lumière de la Terre. Déjà connue, elle fait partie des galaxies ultra-diffuses, dont la densité est extrêmement basse. Plus grande que la Voie lactée, notre galaxie, elle contient 250 fois moins d'étoiles.

"Il s'agit d'une découverte exceptionnelle dans la mesure où les galaxies sont censées contenir davantage de matière noire que de matière ordinaire", souligne l'Institut Dunlap pour l'Astronomie et l'Astrophysique de l'Université de Toronto, dont des chercheurs ont participé à l'étude.

La matière ordinaire (les atomes), qui compose les étoiles, les planètes, les gaz et les poussières des galaxies, constitue 5% seulement de l'Univers.

La matière noire, qui reste l'une des plus grandes énigmes de l'astrophysique contemporaine, formerait plus de 25% de l'Univers. Elle est invisible et on ne peut la détecter qu'à partir de ses effets gravitationnels sur d'autres objets de l'Univers. Les scientifiques pensent que c'est elle qui donne aux galaxies une masse supplémentaire. Cela produit un surplus de gravité qui permet aux galaxies de ne pas se défaire.

En effet, les galaxies tournent si vite que la gravité produite par la simple matière observable ne suffit pas à les faire tenir ensemble. "La matière noire est communément considérée comme partie intégrante des galaxies - c'est la colle qui les tient ensemble et l'échafaudage sous-jacent sur lequel elles sont construites", résume Allison Merritt de l'Université de Yale, co-auteur de l'étude, citée dans un communiqué de l'Observatoire européen austral (ESO).


28/03/18 - 22h47 Source: Belga

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 Sujet du message: Re: Une nouvelle galaxie, quasiment sans matière noire , a é
MessagePosté: Jeu Mars 29, 2018 10:12 
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Inscription: Mar Octobre 18, 2011 07:36
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Je m'y ferais jamais à la théorie que ce qu'on voit et observe ne serait que 5 % de notre univers. M'enfin tant que ce ne sera observable qu'indirectement ça restera très flou tout ça :o


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 Sujet du message: Re: Une nouvelle galaxie, quasiment sans matière noire , a é
MessagePosté: Lun Octobre 22, 2018 12:44 
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Inscription: Dim Octobre 01, 2017 16:28
Messages: 56
c4n a écrit:
Je m'y ferais jamais à la théorie que ce qu'on voit et observe ne serait que 5 % de notre univers. M'enfin tant que ce ne sera observable qu'indirectement ça restera très flou tout ça :o


Permettez moi donc de vous expliquer comment nous en sommes arrivé à cette description de l'univers.

1) Premièrement, un point de méthodologie:
La science progresse en faisant tombée les modèles existant. L'on cherche donc des observables qui dévient du modèle le plus puissant connus afin de pouvoir construire un nouveau modèle encore plus performant.
Prenons l'exemple de la gravitation Newtonienne, véritable victoire scientifique pour décrire le mouvement des planètes.
Cependant, vint le jour où deux planètes ont commencé à faire des leurs. Leurs orbites ne cadraient pas exactement avec ce que l'on s'attendait à obtenir via la gravitation Newtonienne: Uranus d'un coté, et Mercure de l'autre.
Quand une théorie échoue à rendre compte des observations, il y a deux solutions:
a) Notre description du problème est incomplète, on oublie quelque chose.
b) La théorie est hors de son cadre de validité, il en faut une autre.
Pour Uranus, nous nous sommes retrouvé dans le cas (a), son orbite anormale a permis de prédire la position de Neptune. Neptune qui a été trouvée à l'endroit attendu.
Fort de cette victoire, les scientifiques ont appliqué la même recette pour Mercure, et ont prédit l'existence de la planète Vulcain très proche du Soleil. Cependant, Vulcain ne fut jamais observée. L'explication devait venir de la relativité générale, une "amélioration" de la théorie de la gravitation, c'était donc la solution (b).

2) La problématique:
Revenons donc à notre sujet ! L'observation historique est celle des courbes de rotation des galaxies (qui tournaient trop vite et auraient donc du se disloquer).
Nous avons donc deux explications:
a) On n'oublie un truc dans la description du problème
b) Il faut changer notre description de la gravitation
Les deux ont été explorées, et celle qui gagne sans appel c'est la solution (a) avec de la matière noire.

3) Pourquoi la matière noire ?
Il y a beaucoup observations qui favorisent la matière noire, mais la plus parlante est surement les collision d'amas de galaxies, en particulier le "bullet cluster".
Un amas de galaxies est composé de galaxies (des tas de matière très denses et compacte, que l'on observe facilement avec des télescopes) et du gaz chaud diffus présent dans l'amas (qui est la source majeure de masse et qui est visible en X via son rayonnement de freinage)
Quand deux amas entre en collision, les galaxies très denses passent au travers comme des "balles de fusils", en revanche le gaz diffus interagit est ralentit et reste coincé au milieu de la collision.
La collision permet donc de séparer les galaxies du gros de la masse (observable en X).
Il existe cependant un autre moyen de mesurer la masse des amas de galaxies, en utilisant l'effet de lentille gravitationnel qui dévie la lumière.
Et surprise, le gros de la masse vu par effet de lentille se trouvait avec les galaxies et non le gaz chaud.
Il faut donc une source additionnelle de matière que l'on ne voit pas et qui a traversé la collision sans être fortement ralentit.
Plusieurs explication demeures:
a) Des objets compactes de matière normale qui ne produisent pas beaucoup de lumière
b) Un nouveau type de matière que l'on ne voit pas
Et c'est le nouveau type de matière (b) qui gagne.

4) Pourquoi un nouveau type de matière ?
En observant dans notre galaxie les effets de microlentille gravitationnel, on peut mettre des limites sur le nombre et la masse des objets compactes présent dans la galaxies. Et ces objets ne sont pas assez nombreux pour expliquer la matière noire.
Nous savons donc que cette matière sombre est "diffuse", si elle était de la matière classique elle serait restée coincé au milieu de la collision. En effet de la matière normale diffuse dans les amas de galaxies est forcément ionisé (donc interagit fortement, et resterait coincé au milieu de la collision), sinon on la verrait par absorption sur les objets extra-galacique.
Il faut donc un nouveau type de matière, qui semble n'interagir que via la gravitation.

5) Est-ce bizarre ?
Il existe 4 interactions fondamentales: Gravitationnelle (G), Electro-magnétique (EM), Nucléaire-faible (FA), et Nucléaire forte (FO).
En physique des particules on connait:
a) Des particules qui font les 4 interactions (ex: les quarks)
b) Des particules qui font 3 interactions (G, FA, EM, ex: les électrons)
c) Des particules qui n'en font que 2 (G, FA, ex: les neutrinos)
Dès lors est-ce étrange d'avoir une particule qui ne ferait que l'interaction G ? Pas forcément.
Est-ce étrange que la physique des particules soit muette à son sujet ?
Pas vraiment non-plus:
a) La gravitation n'est pas décrite par la physique des particules (ça ne marche pas pour l'instant)
b) Actuellement nous sommes très loin de pouvoir tester les énergies requises en accélérateur de particules
Donc il serait sommes toute logique qu'une telle particule échappe à notre modèle standard de physique des particules.

6) Est-ce qu'on la cherche cette particule ?
Oui, mais via l'interaction FA, sous l'hypothèse qu'elle en fait un tout petit peu.
On n'en est pas sûr, mais en physique des particules, c'est le seul moyen par lequel on pourrait actuellement la voir.
En revanche en cosmologie, on observe les effets gravitationnels de cette matière (formation des structures, évolution de l'univers, fond diffus cosmologique ...).

7) Conclusion:
Le cas de la "matière noire" est très robuste, c'est un type de matière qui ne fait que de la gravitation ou presque et qui est sous forme diffuse (donc qui n'interagit pas beaucoup avec elle même).
Pour ceux qui veulent du mystère, mieux vaut se tourner vers l'énergie noire (cause possible de l'accélération de l'expansion de l'univers), dont la nature est encore ouverte à discussion (une modification de la relativité générale n'étant pas encore exclue).

Amicalement,
G.


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