Publié le 2024-02-29 10:35:00. Des astronomes ont découvert un nuage de gaz interstellaire exceptionnel, baptisé Cloud-9, qui pourrait offrir une opportunité unique d’étudier la matière noire, composante invisible qui représente la majeure partie de la masse de l’Univers. Cette « relique » cosmique, qui ne s’est jamais transformée en galaxie, se situe à proximité de la galaxie spirale M94 et présente des caractéristiques intrigantes.
- Cloud-9 est un nuage de gaz dense et presque sphérique, contrairement aux nuages d’hydrogène généralement observés autour de la Voie lactée.
- Sa masse, estimée à environ cinq milliards de fois celle du Soleil (5 x 109 masses solaires), le place à la limite entre les nuages qui forment des étoiles et ceux qui ne le font pas.
- L’absence d’étoiles dans Cloud-9 en fait un laboratoire idéal pour étudier la matière noire sans l’interférence de la lumière stellaire.
Les galaxies naines Leo T et Leo P, voisines de la nôtre, présentent des quantités d’hydrogène similaires, mais leurs populations stellaires sont très différentes. Cette diversité, combinée aux propriétés extrêmes de Cloud-9, suggère que les processus de formation galactique sont complexes et variés. Le rapport de masse inhabituel de Cloud-9 indique qu’il s’agit d’un objet fondamentalement distinct.
Les observations radio à haute résolution ont révélé de légères distorsions dans le gaz de Cloud-9, laissant penser qu’il pourrait être influencé par les gaz chauds émanant de M94. Cette interaction potentielle renforce l’hypothèse d’une association physique entre les deux objets.
Selon les chercheurs, la masse totale de Cloud-9, calculée en tenant compte de l’équilibre entre la pression du gaz et la gravité, est d’environ cinq milliards de fois celle du Soleil. Cette valeur correspond à la masse critique nécessaire à la formation de galaxies dans l’Univers actuel. Si Cloud-9 était plus massif, il se serait effondré sous l’effet de la gravité pour former des étoiles. S’il était moins massif, le gaz se serait dispersé, ne laissant aucune trace.
Cette découverte a des implications majeures pour notre compréhension de la matière noire. L’absence d’étoiles dans Cloud-9 permet aux scientifiques d’étudier directement les propriétés des nuages de matière noire, sans être perturbés par la lumière des étoiles.
« Ces nuages sont notre fenêtre sur l’univers sombre », explique Andrew Fox du Space Telescope Science Institute (STScI). « En théorie, la majeure partie de la masse de l’Univers devrait être constituée de matière noire, mais elle est extrêmement difficile à détecter car elle n’émet pas de lumière. Cloud-9 nous donne donc la possibilité de capturer des nuages dominés par la matière noire. »
Andrew Fox, Space Telescope Science Institute (STScI)
L’équipe de recherche prévoit d’utiliser le télescope spatial James Webb pour confirmer l’absence d’étoiles dans Cloud-9 et pour analyser plus précisément sa forme déformée à l’aide de simulations numériques. Ils étudieront également le bord externe du nuage, qui émet un anneau de lumière, grâce à des observations de la raie Hα. La combinaison de ces données avec les observations radio existantes devrait permettre de dresser un portrait détaillé de la répartition de la matière noire dans Cloud-9.
La découverte de ce type de « reliques qui ne sont pas devenues des galaxies » souligne le fait qu’une grande partie de l’Univers est invisible à la lumière des étoiles. De nouvelles découvertes de ces objets rares, ainsi que le développement de techniques d’observation plus performantes, devraient nous aider à mieux comprendre la structure cachée de l’Univers et la physique de la matière noire.
(Edité par Daisuke Takimoto)
Article initialement publié dans WIRED Japon. Adapté par Mauricio Serfatty Godoy.
