Image et amplification (en couleur) de la galaxie ultra-diffuse Dragonfly 44 prise avec le télescope spatial Hubble. Crédit :Teymoor Saifollahi et NASA/HST.
Maintenant, la formation des galaxies est difficile à comprendre sans la présence d'un omniprésent, mais composant mystérieux, appelée matière noire. Les astronomes ont mesuré la quantité de matière noire autour des galaxies, et ont trouvé qu'elle varie entre 10 et 300 fois la quantité de matière visible. Cependant, il y a quelques années, la découverte d'un objet très diffus, nommé Libellule 44, changé ce point de vue. Il a été constaté que cette galaxie a 10, 000 fois plus de matière noire que les étoiles. Repoussé par ce constat, les astronomes ont fait des efforts pour voir si cet objet est vraiment anormal, ou si quelque chose s'est mal passé dans l'analyse des observations. Maintenant, nous avons la réponse.
Une équipe internationale dirigée par le Kapteyn Institute de l'Université de Groningen (Pays-Bas), avec la participation de l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) et de l'Université de La Laguna (ULL), a trouvé que le nombre total d'amas globulaires autour de Dragonfly 44 et, donc, le contenu en matière noire, est beaucoup moins que ce que les découvertes précédentes avaient suggéré, ce qui montre que cette galaxie n'est ni unique ni anormale. Le résultat a été récemment publié dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (MNRAS).
La galaxie Dragonfly 44 a été découverte lors d'une étude approfondie de l'amas de Coma, un amas de plusieurs milliers de galaxies. Dès le début, la galaxie a été considérée comme remarquable par les chercheurs car la quantité de matière noire qu'ils ont déduite était presque autant que celle de la Voie lactée, l'équivalent d'un milliard de masses solaires.
Cependant, au lieu de contenir une centaine de milliards d'étoiles, tout comme la Voie lactée, DF44 n'a que cent millions d'étoiles, mille fois moins. Cela signifie que la quantité de matière noire était dix mille fois supérieure à celle de ses étoiles. Si cela avait été vrai, ça aurait été un objet unique, avec près de 100 fois plus de matière noire que celle attendue du nombre de ses étoiles.
Néanmoins, par une analyse exhaustive du système d'amas globulaire autour de Dragonfly 44, les chercheurs ont détecté que le nombre total d'amas globulaires n'est que de 20, et que la quantité totale de matière noire est d'environ 300 fois celle de la matière lumineuse, ce qui signifie qu'il n'est pas loin de la valeur normale pour ce type de galaxies.
"Le fait que dans notre travail nous n'avons trouvé que 20 amas globulaires, par rapport aux 80 précédemment revendiqués, réduit considérablement la quantité de matière noire que la galaxie est censée contenir, " explique Ignacio Trujillo, chercheur à l'IAC et co-auteur de l'article. "De plus, avec le nombre d'amas globulaires que nous avons trouvés, la quantité de matière noire dans Dragonfly 44 est en accord avec ce qui est attendu pour ce type de galaxies. Le rapport entre matière visible et matière noire n'est plus de 1 sur 10, 000 mais un sur 300, " ajoute Trujillo.
"Dragonfly 44 a été une anomalie toutes ces années qui ne pouvait pas être expliquée avec les modèles de formation de galaxies existants. Maintenant, nous savons que les résultats précédents étaient faux et que DF44 n'est pas extraordinaire. Il est temps de passer à autre chose, " précise Teymoor Saifollahi, chercheur au Kapteyn Institute et premier auteur de l'article.
"Notre travail montre que cette galaxie n'est pas si singulière ni inattendue. De cette façon, les modèles de formation des galaxies peuvent l'expliquer sans avoir besoin de modification, " dit Michael A. Beasley, un autre chercheur de l'IAC, spécialiste des amas globulaires, et co-auteur de l'article.
Le nombre total d'amas globulaires est lié à la masse totale d'une galaxie. Donc, si le nombre d'amas globulaires est mesuré, la quantité de matière noire peut être trouvée, surtout si la quantité de matière visible n'est qu'une petite fraction du total.
"Toutefois, nous n'avons pas d'explication physique à cette relation entre le nombre total d'amas globulaires et la masse totale de la galaxie. C'est une connaissance purement observationnelle. Il se pourrait que cela ait à voir avec la quantité de gaz d'origine dont les étoiles, et les amas globulaires eux-mêmes, se sont formés. Plus il y a de matière noire dans une galaxie, plus il contient de gaz, " suggère Johan H. Knapen, chercheur à l'IAC et co-auteur de l'article.
