Image du télescope spatial Hubble des quatre galaxies géantes au cœur de l'amas Abell 3827. Une exposition de près de trois heures montre la vue à des longueurs d'onde visibles à l'œil humain, et le proche infrarouge, tel qu'utilisé dans l'étude originale de 2015. L'image déformée d'une galaxie plus éloignée derrière l'amas est faiblement visible, enroulé autour des quatre galaxies. Crédit :NASA/ESA/Richard Massey (Université de Durham)
Les astronomes sont de retour dans le noir sur ce que pourrait être la matière noire, après que de nouvelles observations ont montré que la substance mystérieuse n'interagit peut-être pas avec des forces autres que la gravité après tout. Le Dr Andrew Robertson de l'Université de Durham présentera aujourd'hui (vendredi 6 avril) les nouveaux résultats lors de la Semaine européenne de l'astronomie et des sciences spatiales à Liverpool.
Il y a trois ans, une équipe internationale de chercheurs dirigée par Durham pensait avoir fait une percée en identifiant finalement ce qu'est la matière noire.
Des observations utilisant le télescope spatial Hubble ont semblé montrer qu'une galaxie de l'amas Abell 3827 - à environ 1,3 milliard d'années-lumière de la Terre - s'était séparée de la matière noire qui l'entourait.
Un tel décalage est prédit lors de collisions si la matière noire interagit avec des forces autres que la gravité, potentiellement fournir des indices sur ce que pourrait être la substance.
L'orientation aléatoire à laquelle l'amas Abell 3827 est vu depuis la Terre permet d'effectuer des mesures très sensibles de sa matière noire.
Cependant, le même groupe d'astronomes dit maintenant que de nouvelles données provenant d'observations plus récentes montrent que la matière noire de l'amas Abell 3827 ne s'est finalement pas séparée de sa galaxie. La mesure est cohérente avec la matière noire ne ressentant que la force de gravité.
Auteur principal Dr Richard Massey, au Centre d'Astronomie Extragalactique, à l'Université de Durham, a dit :« La recherche de la matière noire est frustrante, mais c'est scientifique. Lorsque les données s'améliorent, les conclusions peuvent changer.
Une vue des quatre galaxies centrales au cœur de l'amas Abell 3827, à une plus large gamme de longueurs d'onde, y compris l'imagerie du télescope spatial Hubble dans l'ultraviolet (indiqué en bleu), et l'imagerie Atacama Large Millimeter Array à des longueurs d'onde très longues (inférieures au mm) (représentées par des lignes de contour rouges). A ces longueurs d'onde, le cluster de premier plan devient presque transparent, permettant de voir plus clairement la galaxie d'arrière-plan. Il est maintenant plus facile d'identifier comment cette galaxie d'arrière-plan a été déformée. Crédit :NASA/ESA/ESO/Richard Massey (Université de Durham)
"Pendant ce temps, la chasse se poursuit pour que la matière noire révèle sa nature.
"Tant que la matière noire n'interagit pas avec l'Univers qui l'entoure, nous avons du mal à comprendre ce que c'est."
L'Univers est composé d'environ 27% de matière noire, le reste étant en grande partie constitué de l'énergie noire tout aussi mystérieuse. Matière normale, comme les planètes et les étoiles, contribue pour un pourcentage relativement faible de cinq pour cent de l'Univers.
On pense qu'il y a environ cinq fois plus de matière noire que toutes les autres particules comprises par la science, mais personne ne sait ce que c'est.
Cependant, la matière noire est un facteur essentiel dans l'apparence de l'Univers aujourd'hui, comme sans l'effet contraignant de sa pesanteur supplémentaire, des galaxies comme notre Voie lactée se briseraient en tournant.
Dans cette dernière étude, les chercheurs ont utilisé l'Atacama Large Millimeter Array (ALMA) au Chili, Amérique du Sud, pour visualiser le cluster Abell 3827.
ALMA a capté la lumière infrarouge déformée d'une galaxie d'arrière-plan sans rapport, révélant l'emplacement de la matière noire autrement invisible qui est restée non identifiée dans leur étude précédente.
Co-auteur de la recherche, le professeur Liliya Williams, de l'Université du Minnesota, a déclaré:"Nous avons obtenu une vue à plus haute résolution de la galaxie lointaine en utilisant ALMA que même avec le télescope spatial Hubble.
"La vraie position de la matière noire est devenue plus claire que dans nos observations précédentes."
Alors que les nouveaux résultats montrent que la matière noire reste avec sa galaxie, les chercheurs ont déclaré que cela ne signifiait pas nécessairement que la matière noire n'interagit pas. La matière noire pourrait juste interagir très peu, ou cette galaxie particulière pourrait se déplacer directement vers nous, donc nous ne nous attendrions pas à voir sa matière noire déplacée latéralement, a ajouté l'équipe.
Plusieurs nouvelles théories de la matière noire non standard ont été inventées au cours des deux dernières années et beaucoup ont été simulées à l'Université de Durham à l'aide de supercalculateurs de grande puissance.
Robertson, qui est co-auteur de l'ouvrage, et basé à l'Institute for Computational Cosmology de l'Université de Durham, a ajouté :« Différentes propriétés de la matière noire laissent des signes révélateurs.
"Nous continuerons à chercher la nature pour avoir fait l'expérience dont nous avons besoin, et pour nous de le voir sous le bon angle.
"Un test particulièrement intéressant est que les interactions avec la matière noire rendent les amas de matière noire plus sphériques. C'est la prochaine chose que nous allons rechercher."
Pour mesurer la matière noire dans des centaines d'amas de galaxies et poursuivre cette enquête, L'Université de Durham vient de finir d'aider à construire le nouveau télescope SuperBIT, qui obtient une vue dégagée en s'élevant au-dessus de l'atmosphère terrestre sous un ballon géant à l'hélium.
La recherche a été financée par la Royal Society et le Science and Technology Facilities Council au Royaume-Uni et la NASA. Les résultats apparaîtront dans un nouvel article de la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .
