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DF2, la galaxie qui défie les lois de la physique

DF2 n’est pas une galaxie tout à fait comme les autres. En la scrutant à l’aide de Dragonfly, un télescope composé de quarante-huit optiques et d’autant de capteurs astronomiques, les chercheurs ont en effet réalisé que cette dernière ne comportait – à première vue – que très peu de matière noire.

Le Dragonfly Telephoto Array se présente sous la forme d’un réseau composé de plusieurs capteurs astronomiques surmontés de téléobjectifs.

DF2

DF2, par P. van Dokkum et R. Abraham

Conçu spécialement pour observer les objets extragalactiques, il a pour principale mission de permettre l’étude des galaxies peu brillantes.

DF2, la galaxie impossible

L’appareil a été mis en service en 2013 et il comportait à la base huit optiques différentes. Les chercheurs associés au projet ont porté le nombre de lentilles du réseau à dix quelques mois plus tard avant de les remplacer par deux ensembles composés de vingt-quatre lentilles chacun.

Le Dragonfly Telephoto Array s’est illustré à plusieurs reprises depuis sa mise en service et il a notamment permis aux astronomes de découvrir une étonnante galaxie composée à 99,9 % de matière noire, Dragonfly 44.

Cette fois, la situation semble inversée. Roberto Abraham et Pieter van Dokkum, des astrophysiciens travaillant pour l’Université de Toronto et pour l’Université de Yale, ont en effet découvert une autre galaxie insolite située à environ 65 millions d’années-lumière de notre planète.

En l’étudiant, les deux chercheurs ont en effet réalisé que la masse de DF2 était à peu de chose près égale à la somme des étoiles, du gaz et de la poussière la composant.

Certains trouveront sans doute cela logique, mais ce n’est pas le cas. Contrairement à ce que l’on pourrait penser, les éléments observables d’une galaxie ne représentent qu’une infime fraction de sa masse totale. Les études menées ces dernières décennies ont en effet révélé que les galaxies se composaient essentiellement d’une matière invisible et difficile à mesurer, à savoir la mystérieuse matière noire.

Or comme le font remarquer Roberto Abraham et Pieter van Dokkum dans leur étude, DF2 semble échapper à ces considérations. Si sa masse est presque égale à celle de ses étoiles, de son gaz et de sa poussière, alors cela signifie que la matière noire est presque inexistante dans cette galaxie.

Pas de matière noire, peu d’étoiles et pas de trou noir

Le plus étonnant vient sans donc de l’écart constaté par les deux astrophysiciens puisque ces derniers ont déterminé que le volume de matière noire présent dans cette galaxie était environ quatre cents fois inférieur à ce qu’elle devrait être compte tenu de ses caractéristiques.

Ce n’est pas la seule particularité de DF2 cependant. En l’étudiant, les deux chercheurs ont aussi réalisé que cette galaxie faisait une taille comparable à celle de notre Voie lactée… Tout en abritant deux cents fois moins d’étoiles ! Pire, d’après leurs observations, elle ne posséderait ni région centrale dense, ni bras spiraux, ni disque de matière… ni trou noir !

Pieter van Dokkum a donc utilisé Hubble pour observer de plus près la galaxie et il a alors réalisé que cette dernière est tellement clairsemée… qu’elle laisse apparaître les galaxies présentes derrière elle.

Pour le moment, les deux chercheurs n’ont pas été en mesure d’expliquer les étonnantes particularités de DF2, mais ils pensent que la galaxie a peut-être connu une catastrophe physique dans ses jeunes années, ce qui expliquerait les écarts de masse constatés.

Fred

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