Les recherches menées par des scientifiques du Rochester Institute of Technology excluent un défi au modèle standard accepté de l'univers et à la théorie de la formation des galaxies en jetant un nouvel éclairage sur une structure problématique.

La vaste structure polaire - un plan de galaxies satellites aux pôles de la Voie lactée - est au centre d'un bras de fer entre des scientifiques qui ne sont pas d'accord sur l'existence d'une mystérieuse matière noire, la substance invisible qui, selon certains scientifiques, représente 85 pour cent de la masse de l'univers.

Un article accepté pour publication dans les Monthly Notices for the Royal Astronomical Society renforce le modèle cosmologique standard, ou le paradigme Cold Dark Matter, en montrant que la vaste structure polaire s'est formée bien après la Voie lactée et est une structure instable.

L'étude, "Is the Vast Polar Structure of Dwarf Galaxies a Serious Problem for CDM?"—disponible en ligne sur arxiv.org/abs/1612.07325—a été co-écrit par Andrew Lipnicky, un doctorat candidat au programme de sciences et technologies astrophysiques du RIT, et Sukanya Chakrabarti, professeur assistant à l'École de physique et d'astronomie du RIT, dont la subvention de la National Science Foundation a soutenu la recherche.

Lipnicky et Chakrabarti analysent la distribution des galaxies naines classiques de la Voie lactée qui forment la vaste structure polaire et la comparent à des simulations des galaxies naines "manquantes" ou sous-halo que l'on pense être recouvertes de matière noire.

À l'aide de mesures de mouvement, les auteurs ont retracé les orbites des satellites classiques de la Voie lactée dans le temps. Leurs simulations ont montré la vaste structure polaire qui se brisait et se dispersait, indiquant que le plan n'est pas aussi ancien qu'on le pensait à l'origine et s'est formé plus tard dans l'évolution de la galaxie. Cela signifie que la vaste structure polaire des galaxies satellites peut être une caractéristique transitoire, a noté Chakrabarti.

"Si la structure plane a duré longtemps, ce serait une autre histoire, " a déclaré Chakrabarti. " Le fait qu'il se disperse si rapidement indique que la structure n'est pas dynamiquement stable. Il n'y a vraiment aucune incohérence entre la structure planaire des galaxies naines et le paradigme cosmologique actuel."

Les auteurs ont retiré les satellites classiques de la Voie lactée Leo I et Leo II de l'étude lorsque les analyses orbitales ont déterminé que les galaxies naines ne faisaient pas partie de la vaste structure polaire d'origine, mais des ajouts ultérieurs probablement arrachés à la Voie lactée. Une comparaison excluant Lion I et II révèle un plan similaire partagé par les galaxies classiques et leurs homologues masquées.

"Nous avons essayé de nombreuses combinaisons différentes des galaxies naines, y compris les distributions de nains qui partagent des orbites similaires, mais finalement constaté que l'avion se dispersait toujours très rapidement, " a déclaré Lipnicky.

La pensée scientifique opposée rejette l'existence de la matière noire. Ce camp remet en question le paradigme cosmologique standard qui accepte à la fois une vaste structure polaire de galaxies satellites et un plan caché de galaxies masquées de matière noire. L'étude de Lipnicky et Chakrabarti soutient la coexistence de ces structures et réfute la contestation du modèle standard accepté de l'univers.

Leur recherche concorde avec une étude de 2016 dirigée par Nuwanthika Fernando, de l'Université de Sydney, qui a constaté que certains avions de la Voie Lactée sont instables en général. L'article publié dans le Avis mensuels pour la Royal Astronomical Society .