Aussi fascinant que mystérieux, la matière noire est l'une des plus grandes énigmes de l'astrophysique et de la cosmologie. On pense qu'il représente 90 pour cent de la matière dans l'univers, mais son existence n'a été démontrée qu'indirectement, et a récemment été remis en cause. De nouvelles recherches menées par SISSA lèvent les doutes récents sur la présence de matière noire au sein des galaxies, réfuter les relations empiriques à l'appui de théories alternatives. L'étude, publié dans le Journal d'astrophysique , offre également de nouvelles perspectives pour comprendre la nature de la matière noire et sa relation avec la matière ordinaire.

De l'expansion de l'univers au mouvement des étoiles dans les galaxies, il existe de nombreux phénomènes qui ne peuvent être expliqués par la seule présence de matière baryonique. La force d'attraction générée par la matière est insuffisante pour expliquer les effets gravitationnels observables. Cela avait conduit à la théorie de l'existence de la matière noire indétectable, et l'idée que les galaxies sont incrustées dans son halo sphérique.

"Il y a trois ans, quelques collègues de la Case Western Reserve University ont fortement remis en question notre compréhension de l'univers et le travail de fond de nombreux chercheurs, mettant en doute l'existence de la matière noire dans les galaxies, " explique Chiara Di Paolo, doctorant en astrophysique à SISSA. "Analyser les courbes de rotation de 153 galaxies, principalement le type spirale "classique", ils ont obtenu une relation empirique entre l'accélération gravitationnelle totale des étoiles (observée) et la composante que l'on observerait en présence de matière ordinaire uniquement dans la théorie newtonienne classique. Cette relation empirique, qui semblait valable dans toutes les galaxies qu'ils ont analysées et à n'importe quel rayon galactique, motivé l'explication de l'accélération gravitationnelle sans nécessairement remettre en cause la matière noire, mais impliquant, par exemple, théories de la gravité modifiée telles que la dynamique newtonienne modifiée (MOND)."

Di Paolo et ses collaborateurs ont voulu vérifier cette relation, analyser les courbes de rotation de galaxies autres que le type spirale classique :72 galaxies à faible brillance de surface (LSB) et 34 galaxies naines à disques. Ils ont produit des résultats plus étendus, trouver une relation, lequel, outre l'accélération gravitationnelle totale et sa composante ordinaire, implique également le rayon galactique et la morphologie des galaxies.

"Nous avons étudié la relation entre l'accélération totale et sa composante ordinaire dans 106 galaxies, obtenir des résultats différents de ceux qui avaient été observés précédemment, " explique Paolo Salucci, professeur d'astrophysique à SISSA et l'un des auteurs de la recherche. "Cela démontre non seulement l'inexactitude de la relation empirique précédemment décrite, mais lève les doutes sur l'existence de la matière noire dans les galaxies. De plus, la nouvelle relation trouvée pourrait fournir des informations cruciales sur la compréhension de la nature de cette composante indéfinie."