Vue d'artiste d'une galaxie entourée de distorsions gravitationnelles dues à la matière noire. Les galaxies vivent à l'intérieur de concentrations plus importantes de matière noire invisible (colorée en violet sur cette image), cependant, les effets de la matière noire peuvent être observés en observant les déformations des galaxies d'arrière-plan. Crédit :Swinburne Astronomy Productions - James Josephides
Une petite équipe d'astronomes a trouvé une nouvelle façon de « voir » les halos de matière noire insaisissables qui entourent les galaxies, avec une nouvelle technique 10 fois plus précise que la meilleure méthode précédente. L'ouvrage est publié dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .
Les scientifiques estiment actuellement que jusqu'à 85 % de la masse de l'univers est effectivement invisible. Cette "matière noire" ne peut pas être observée directement, car elle n'interagit pas avec la lumière de la même manière que la matière ordinaire qui compose les étoiles, planètes, et la vie sur Terre.
Alors comment mesurer ce qui ne se voit pas ? La clé est de mesurer l'effet de la gravité produit par la matière noire.
Pol Gurri, le doctorat étudiant à l'Université de technologie de Swinburne qui a dirigé la nouvelle recherche, explique :« C'est comme regarder un drapeau pour essayer de savoir combien il y a de vent. On ne voit pas le vent, mais le mouvement du drapeau vous indique à quel point le vent souffle fort."
La nouvelle recherche se concentre sur un effet appelé lentille gravitationnelle faible, qui est une caractéristique de la théorie de la relativité générale d'Einstein. "La matière noire déformera très légèrement l'image de tout ce qui se trouve derrière elle, " déclare le professeur agrégé Edward Taylor, qui a également participé à la recherche. "L'effet est un peu comme lire un journal à travers la base d'un verre à vin."
Image traitée d'une galaxie spirale, comme cela a pu être observé après que les effets de lentille aient déformé la vraie forme de la galaxie. En mesurant le mouvement orbital du gaz dans une galaxie lointaine (vu ici en rose), les distorsions gravitationnelles peuvent être mesurées beaucoup plus précisément qu'auparavant. Crédit :Image originale de l'ESA / Hubble &NASA / Flickr user Det58, modification de l'image par Pol Gurri
La lentille gravitationnelle faible est déjà l'un des moyens les plus efficaces de cartographier le contenu en matière noire de l'Univers. Maintenant, l'équipe de Swinburne a utilisé le télescope ANU de 2,3 m en Australie pour cartographier la rotation des galaxies à lentilles gravitationnelles. "Parce que nous savons comment les étoiles et le gaz sont censés se déplacer à l'intérieur des galaxies, nous savons à peu près à quoi devrait ressembler cette galaxie, " dit Gurri. " En mesurant à quel point les images de la galaxie réelle sont déformées, alors nous pouvons déterminer combien de matière noire il faudrait pour expliquer ce que nous voyons. »
La nouvelle recherche montre comment cette information de vitesse permet une mesure beaucoup plus précise de l'effet de lentille qu'il n'est possible d'utiliser la forme seule. "Avec notre nouvelle façon de voir la matière noire, " Gurri dit, "nous espérons avoir une image plus claire de l'endroit où se trouve la matière noire, et quel rôle cela joue-t-il dans la formation des galaxies."
Photographie du télescope de 2,3 m de l'Australian National University (ANU) à l'observatoire de Siding Spring. Crédit :Université nationale australienne
De futures missions spatiales telles que le télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA et le télescope spatial Euclid de l'Agence spatiale européenne sont conçues, en partie, pour faire ce genre de mesures basées sur les formes de centaines de millions de galaxies. "Nous avons montré que nous pouvons apporter une réelle contribution à ces efforts mondiaux avec un télescope relativement petit construit dans les années 1980, juste en pensant au problème d'une manière différente, " ajoute Taylor.
