La matière noire continue de troubler les astronomes, comme l'a démontré l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA en détectant une vaste enveloppe de matière noire autour d'une galaxie elliptique isolée. Cette découverte est en conflit avec les données optiques qui suggèrent une pénurie de matière noire autour de galaxies similaires, et soulève des questions sur la façon dont les galaxies acquièrent et conservent ces halos de matière noire.
La galaxie observée, connue sous le nom de NGC 4555, est inhabituelle en ce qu'elle est une galaxie elliptique assez grande qui ne fait pas partie d'un groupe ou d'un amas de galaxies. Dans un article qui sera publié dans le numéro du 1er novembre 2004 des avis mensuels de la Royal Astronomical Society, Ewan O'Sullivan du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics à Cambridge, MA et Trevor Ponman de l'Université de Birmingham, Royaume-Uni , utilisez les données de Chandra pour montrer que la galaxie est intégrée dans un nuage de gaz de 10 millions de degrés Celsius.
Ce nuage de gaz chaud a un diamètre d'environ 400 000 années-lumière, environ le double de celui de la galaxie visible. Une énorme enveloppe, ou halo, de matière noire est nécessaire pour confiner le nuage chaud à la galaxie. La masse totale du halo de matière noire est environ dix fois la masse combinée des étoiles de la galaxie et 300 fois la masse du nuage de gaz chaud.
Un nombre croissant de preuves indique que la matière noire - qui n'interagit avec elle-même et la matière «normale» que par la gravité - est la forme dominante de matière dans l'univers. Selon la théorie populaire de la «matière noire froide», la matière noire est constituée de mystérieuses particules laissées par le premier univers dense qui se déplaçaient lentement lorsque les galaxies et les amas de galaxies ont commencé à se former.
«Les propriétés observées du NGC 4555 confirment que les galaxies elliptiques peuvent posséder leurs propres halos de matière noire, quel que soit leur environnement», a déclaré O’Sullivan. "Cela soulève une question importante: qu'est-ce qui détermine si les galaxies elliptiques ont des halos de matière noire?"
La plupart des grandes galaxies elliptiques se trouvent dans des groupes et des amas de galaxies et sont probablement le produit de la fusion de deux galaxies spirales. Dans un tel environnement, les halos de matière noire peuvent être enlevés par la force de marée gravitationnelle et ajoutés à d'autres galaxies ou au groupe dans son ensemble. Par conséquent, il est difficile de déterminer la quantité de matière noire que possédaient les galaxies originales, et combien elles ont perdu pour le groupe dans son ensemble par le biais d'interactions avec leur environnement.
L'importance de la question de la quantité intrinsèque de matière noire associée à une galaxie elliptique a récemment augmenté en raison d'un rapport d'une équipe internationale d'astronomes dirigée par Aaron Romanowsky de l'Université de Nottingham, Royaume-Uni. Cette équipe a trouvé peu, voire aucune preuve de matière noire dans trois galaxies elliptiques relativement proches. Deux d'entre eux étaient dans des groupes de galaxies lâches et un a été isolé. Leur résultat, basé sur les données optiques du télescope William Herschel de 4,2 mètres sur l'île espagnole de La Palma, est clairement en conflit avec les données des rayons X sur NGC 4555. La technique optique utilisée pour rechercher la matière noire dans les galaxies elliptiques voisines n'a pas pu être appliqué au NGC 4555 car il est plus de 3 fois plus éloigné de la Terre.
Soit les galaxies observées par Romanowsky et ses collègues ont perdu leurs halos de matière noire lors d'interactions antérieures avec d'autres galaxies, soit leurs halos de matière noire sont beaucoup plus étendus, soit ils se sont formés sans halos de matière noire. La première option est possible pour les galaxies en groupe, mais très peu probable pour la galaxie isolée. Les deuxième et troisième options sont encore ouvertes, mais nécessiteraient une modification - peut-être une modification majeure - de la théorie de la matière noire froide de la formation des galaxies.
"Il s'agit clairement d'une question qui mérite un examen plus approfondi", a déclaré O’Sullivan. "Il semble probable que beaucoup plus de travaux théoriques et d'observation sur les galaxies elliptiques seront nécessaires avant que ce problème puisse être résolu."
Chandra a observé le NGC 4555 avec son spectromètre imageur CCD avancé (ACIS) en février 2003. Le Marshall Space Flight Center de la NASA, à Huntsville, en Alberta, gère le programme Chandra du Bureau des sciences spatiales de la NASA, Washington. Northrop Grumman de Redondo Beach, Californie, anciennement TRW, Inc., était le principal entrepreneur de développement de l'observatoire. Le Smithsonian Astrophysical Observatory contrôle les opérations scientifiques et aériennes du Chandra X-ray Center à Cambridge, Mass.
Des informations supplémentaires et des images sont disponibles sur:
http://chandra.harvard.edu
et
http://chandra.nasa.gov
Source d'origine: Chandra News Release
