Regarde une galaxie, que vois-tu? Probablement beaucoup d'étoiles. Les nébuleuses aussi. Et c'est probablement ça. Tout un tas d'étoiles et de gaz dans une variété d'assortiments colorés; un délice pour les yeux. Et enterré parmi ces étoiles, si vous regardez assez attentivement, vous pourriez trouver des planètes, trous noirs, naines blanches, astéroïdes, et toutes sortes de bric et de broc assortis. Le milieu galactique habituel.

Ce que vous ne verriez pas, c'est de quoi la majeure partie de cette galaxie est vraiment faite. Tu ne verrais pas l'invisible, le caché. Vous ne verriez pas la majeure partie de cette masse galactique. Vous ne verriez pas la matière noire.

Les matières noires les plus

La matière noire est une forme hypothétique de matière, et dans cette hypothèse, vous nagez dedans en ce moment. Pour autant que nous puissions en juger, basé sur des décennies de prudence, des observations méticuleuses de tout, du mouvement des étoiles dans les galaxies au mouvement des galaxies dans les amas aux premiers instants du big bang à la croissance de la structure à travers l'univers entier (c'est-à-dire, nous avons travaillé très dur là-dessus), notre cosmos n'est pas ce qu'il semble à la surface.

Le résultat principal :la plupart des matières brutes de notre univers n'interagissent tout simplement pas avec la lumière. Son nom usuel est « matière noire, " mais un meilleur nom pourrait être une matière invisible. Nous ne savons pas exactement ce que c'est (nous travaillons toujours sur ce point), mais la matière noire semble être une sorte de particule microscopique qui inonde chaque galaxie, en les imprégnant d'une masse supplémentaire. Parce que cette matière noire n'interagit pas avec la lumière, ça n'a rien à voir avec la force électromagnétique, ce qui signifie qu'il traverse simplement la matière normale sans s'en apercevoir ou s'en soucier un seul instant.

Le poids du rien

Aussi puissante que soit cette matière noire pour expliquer les problèmes profonds et déroutants de l'univers, il a quelques faiblesses. Notamment, lorsque les astrophysiciens exécutent des simulations informatiques de la croissance des galaxies - en suivant leur formation et leur évolution au cours de milliards d'années en utilisant toute la physique connue qui permet de faire d'une galaxie une galaxie - ils découvrent que la matière noire a tendance à vraiment, vraiment s'agglutiner à des densités obscènes élevées au centre de ces galaxies.

C'est une prédiction fine et dandy en soi, mais cela ne correspond pas tout à fait aux observations. Bien que nous ne puissions pas voir directement la matière noire (rappelez-vous :invisible), nous pouvons voir ses effets sur tout le reste, y compris la matière normale. La matière noire peut ne pas jouer le jeu électromagnétique, mais ça parle à la gravité, parce que la gravité est super conviviale et est capable de parler à chaque lambeau de masse et d'énergie dans l'univers entier.

Donc si vous remplissez une galaxie de matière noire, et la matière noire a tendance à s'agglomérer beaucoup au centre, alors il y aura beaucoup de poids au centre de la galaxie, aspirer le gaz environnant. Au fur et à mesure que ce gaz se comprime sur le noyau, il va rétrécir et s'effondrer, déclencher des événements de formation d'étoiles massives, sortir des portées de nouvelles étoiles.

En d'autres termes, les noyaux des galaxies devraient avoir des tas sur des tas moléculaires de gaz et d'étoiles. Et bien que les centres galactiques soient en effet des lieux très riches, ils ne sont pas si riches.

La conclusion de cette prédiction banale sur le comportement de la matière noire dans les noyaux galactiques n'est pas toute l'histoire. Puisque nous avons tant d'autres bonnes raisons de croire que la matière noire est une chose, la question devient :qu'est-ce qui le fait sortir du noyau ?

Faire bouger les choses

Donnez un problème à dix de physique théorique et ils trouveront une douzaine de solutions. Et dans le cas de la « cuspiness » des noyaux de matière noire, ils ont réussi à sortir toutes sortes d'explications amusantes. Peut-être que la matière noire est plus exotique qu'on ne le pensait, capable d'interagir légèrement avec lui-même à travers une nouvelle cinquième force de la nature, se lissant dans le noyau. Peut-être que la matière noire est juste un peu naturellement chaude et énergique, et a du mal à se regrouper au centre.

Aussi cool que soient ces options, peut-être que l'explication est quelque chose de plus banal. La matière noire peut influencer le comportement de la matière normale via la gravité, et il en est de même à l'envers. Bien que sensiblement moins volumineux que leurs homologues sombres, la matière ordinaire de notre univers peut tirer et tirer et répandre tout le reste, même si juste un tout petit peu.

Récemment, une équipe d'astronomes a étudié plusieurs populations de galaxies naines, où le lien entre la matière noire et la matière normale pourrait être le plus facilement examiné. Ils ont utilisé ces échantillons pour rechercher toute relation entre la formation d'étoiles et la densité centrale. Dans ce scénario, si une galaxie a connu beaucoup de formations d'étoiles récentes, déclenchant des vents explosifs de supernova et d'autres explosions capricieuses, alors cela chasserait beaucoup de matière normale du noyau, et la gravité ferait son travail et entraînerait une partie de la matière noire avec la substance normale.

L'étude a trouvé un résultat intrigant :les galaxies naines avec beaucoup de formations d'étoiles récentes ("récentes" étant au cours des six derniers milliards d'années) avaient des densités centrales plus lisses, tandis que leurs frères et sœurs moins actifs étaient beaucoup plus rusés dans leurs centres, privilégiant cette hypothèse selon laquelle la matière normale peut effectivement influencer l'obscurité. Bien que cela ne résolve pas complètement l'énigme de la nature de la matière noire, c'est un pas en avant substantiel.