Publié le 9 janvier 2026 11:50:00. Des astronomes ont découvert un objet cosmique énigmatique, baptisé Cloud-9, qui défie les modèles actuels de formation des galaxies : un vaste nuage de matière noire enveloppé d’hydrogène, dépourvu d’étoiles, à 14,3 millions d’années-lumière de la Terre.
- Cloud-9 est un amas de matière noire entouré d’hydrogène neutre, une configuration théorique rarement observée.
- L’objet a été détecté grâce au radiotélescope chinois FAST et confirmé par le télescope spatial Hubble.
- Cette découverte offre une opportunité unique d’étudier la matière noire et les premiers stades de la formation des galaxies.
Les astronomes ont identifié un objet inhabituel à proximité de la galaxie spirale M94, surnommée l’Œil du Chat. Cet objet, nommé Cloud-9, se distingue par son absence totale d’étoiles. Il s’agit plutôt d’un amas de matière noire enveloppé dans un nuage d’hydrogène frais, flottant dans l’espace comme un spectre invisible.
« Ce nuage est une fenêtre sur l’univers sombre », explique l’astronome Andrew Fox du Space Telescope Science Institute. « Nous savons théoriquement que la majeure partie de la matière dans l’univers est de la matière noire. Mais elle est extrêmement difficile à observer car elle n’émet aucune lumière. Cloud-9 nous donne un aperçu rare d’un objet où la matière noire domine clairement. »
Les galaxies, bien que diverses en forme et en taille, sont généralement composées d’étoiles, de gaz et d’un halo de matière noire. Ce halo, une enveloppe invisible, fournit la gravité essentielle qui maintient la galaxie ensemble. La matière noire, dont la nature reste inconnue, est considérée comme le squelette gravitationnel de l’univers. Sans elle, l’univers serait probablement chaotique et dispersé.
Qu’est-ce qu’un halo de matière noire ?
Un halo de matière noire est l’enveloppe invisible qui entoure une galaxie, s’étendant bien au-delà des étoiles, du gaz et de la poussière visibles. Il est constitué de matière noire, qui ne brille pas et dont l’existence est déduite de ses effets gravitationnels. Ce halo maintient la galaxie cohérente : sans lui, les étoiles situées à sa périphérie se disperseraient dans l’espace en raison de leur vitesse élevée. Dans notre Voie lactée, le halo représente la majorité de sa masse totale et s’étend sur des centaines de milliers d’années-lumière du centre galactique.
Selon les modèles de formation des galaxies, les structures de matière noire se forment peu après le Big Bang, créant des poches gravitationnelles qui attirent la matière ordinaire, comme l’hydrogène neutre. Avec le temps, cette matière peut devenir suffisamment dense pour déclencher la formation d’étoiles. Cloud-9 représente une exception à cette règle.
L’objet a été repéré lors d’une cartographie radio du ciel visant à détecter l’hydrogène neutre, grâce au radiotélescope chinois FAST, le plus grand du monde. La présence d’hydrogène neutre est cruciale, car elle indique un gaz relativement froid, compact et lié gravitationnellement, non ionisé par le rayonnement ultraviolet des étoiles et des galaxies.
“C’est l’histoire d’une galaxie avortée”
Les astronomes pensent qu’il pourrait s’agir d’un nuage d’hydrogène neutre limité par la réionisation, un objet hypothétique composé de matière noire et de gaz neutre qui n’a jamais atteint le seuil nécessaire à la formation d’étoiles. Ces objets sont prédits par les simulations de l’univers primitif, mais leur identification est extrêmement difficile. La plupart de ces nuages finissent par perdre leur gaz ou sont confondus avec des débris de collisions galactiques.
Cependant, les données de FAST seules n’étaient pas suffisantes pour confirmer cette hypothèse. Un nuage similaire, RAPIDE J0139+4328, présentait des signes de rotation et de légères traces d’étoiles, suggérant qu’il ne s’agissait pas d’un objet primordial. Une équipe dirigée par l’astronome Gagandeep Anand du Space Telescope Science Institute a donc soumis Cloud-9 à une analyse plus approfondie.
Les scientifiques ont utilisé le radiotélescope Green Bank pour examiner la distribution de l’hydrogène neutre. Les résultats ont révélé que Cloud-9 forme un nuage sphérique dense d’un diamètre d’environ 4 900 années-lumière, contenant environ un million de masses solaires sous forme gazeuse et ne présentant aucune rotation. Pour maintenir une telle structure stable, les calculs indiquent qu’elle doit être maintenue ensemble par environ cinq milliards de masses solaires de matière noire.
Le télescope spatial Hubble a également joué un rôle déterminant. S’il y avait plus de quelques milliers de masses solaires cachées dans le nuage sous forme d’étoiles, le télescope aurait pu les détecter. Or, il n’a rien enregistré. La profondeur des observations a permis d’exclure même l’existence d’une galaxie naine extrêmement faible, comme l’objet Leo T, l’une des galaxies les moins massives et riches en gaz de notre voisinage. Par conséquent, si Cloud-9 contient des étoiles, leur masse totale ne peut pas dépasser quelques milliers de masses solaires.
« C’est l’histoire d’une galaxie avortée », explique l’astronome Alejandro Benítez-Llambay de l’Université de Milan-Bicocca. « En science, nous apprenons souvent plus de nos échecs que de nos succès. Dans ce cas, l’absence d’étoiles confirme notre théorie. Elle nous montre que nous avons découvert dans l’univers proche les éléments constitutifs d’une galaxie qui ne s’est jamais formée. »
Cloud-9 pourrait éventuellement évoluer en une galaxie à part entière. Mais pour l’instant, il s’agit d’un fossile rare de la formation de l’univers, une relique sombre et silencieuse qui nous aide à comprendre comment les galaxies naissent et pourquoi certaines d’entre elles ne brillent jamais.
Source : sciencealert.com, The Astrophysical Journal Letters
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