Les galaxies satellites de la Voie lactée aident à tester la théorie de la matière noire
L'image montre Draco (à gauche) et Fornax. Crédit :Pour l'image Draco :Télescope spatial Hubble; pour l'image Fornax :ESO/Digitized Sky Survey 2.
Une équipe de recherche dirigée par des physiciens de l'Université de Californie, Bord de rivière, rapporte que de minuscules galaxies satellites de la Voie lactée peuvent être utilisées pour tester les propriétés fondamentales de la « matière noire », un matériau non lumineux censé constituer 85 % de la matière dans l'univers.
À l'aide de simulations sophistiquées, les chercheurs montrent une théorie appelée matière noire à interaction automatique, ou SIDM, peut expliquer de manière convaincante diverses distributions de matière noire dans Draco et Fornax, deux des plus de 50 galaxies satellites découvertes par la Voie lactée.
La théorie dominante de la matière noire, appelé Cold Dark Matter, ou MDP, explique une grande partie de l'univers, y compris comment les structures y émergent. Mais un défi de longue date pour CDM a été d'expliquer les diverses distributions de matière noire dans les galaxies.
Les chercheurs, dirigé par Hai-Bo Yu et Laura V. Sales de UC Riverside, a étudié l'évolution des "sous-halos" SIDM dans le "champ de marée" de la Voie lactée - le gradient dans le champ gravitationnel de la Voie lactée qu'une galaxie satellite ressent sous la forme d'une force de marée. Les sous-halos sont des amas de matière noire qui hébergent les galaxies satellites.
"Nous avons découvert que le SIDM peut produire diverses distributions de matière noire dans les halos de Draco et de Fornax, en accord avec les observations, " dit Yu, un professeur agrégé de physique et d'astronomie et un physicien théoricien spécialisé dans les propriétés des particules de la matière noire. « Au SIDM, l'interaction entre les sous-halos et les marées de la Voie lactée conduit à des distributions de matière noire plus diversifiées dans les régions internes des sous-halos, par rapport à leurs homologues du MDP.
Draco et Fornax ont des extrêmes opposés dans leur contenu intérieur de matière noire. Draco a la densité de matière noire la plus élevée parmi les neuf galaxies satellites brillantes de la Voie lactée; Fornax a le plus bas. Grâce à des mesures astronomiques avancées, les astrophysiciens ont récemment reconstitué leurs trajectoires orbitales dans le champ de marée de la Voie lactée.
"Notre défi était de comprendre l'origine des diverses distributions de matière noire de Draco et Fornax à la lumière de ces trajectoires orbitales nouvellement mesurées, ", a déclaré Yu. "Nous avons découvert que le SIDM peut fournir une explication après avoir pris en compte à la fois les effets de marée et les auto-interactions de la matière noire."
Les résultats de l'étude apparaissent dans Lettres d'examen physique .
