Une étude, dont les résultats intitulés «Galactic Forces Rule the Dynamics of Milky Way Dwarf Galaxies» sont publiés dans la revue The Astrophysical journal, a permis de faire voler en éclat la preuve de l'existence de matière sombre dans des galaxies naines situées au voisinage de la Voie lactée en démontrant que l'agitation désordonnée des étoiles de ces galaxies est causée par l'attraction gravitationnelle de la Voie lactée.

Rappelons tout d'abord que, depuis les années 1970, «les astronomes ont admis que la matière sombre (ou invisible) est la principale composante de la matière dans l’Univers». En fait, «le besoin d’introduire une importante quantité de matière en supplément à la matière observable pour expliquer la rotation du gaz ionisé au bord des grands disques de la Voie lactée ou de la galaxie d’Andromède» a été constaté pour la première fois par l'astronome américaine Vera Rubin: «sans cette matière invisible, impossible d’expliquer pourquoi ce gaz tourne aussi vite».

Par la suite, «l’astronome néerlandais Albert Bosma confirma ce besoin de matière noire dans les parties les plus externes, le halo des grandes galaxies spirales, en étendant l’étude des courbes de rotation à ces zones». Puis «dans les années 1980, l’astronome américain Marc Aaronson découvrit un effet équivalent, cette fois dans les galaxies les plus minuscules environnant la Voie lactée».

Depuis ces travaux, de nouvelles galaxies naines ont été découvertes et l'analyse des mouvements de leurs étoiles montrent qu'elles ont «un mouvement beaucoup trop important pour être expliqué uniquement par l’attraction gravitationnelle qu’elles exercent les unes sur les autres». En prenant pour hypothèse que ces galaxies étaient à l’équilibre «les cosmologistes ont attribué ces mouvements à la présence de matière sombre et calculé que les plus petites d’entre elles pouvaient contenir jusqu’à des milliers de fois plus de matière sombre que de matière observable, soit 99,9 % de la masse totale».

Comme «c’est seulement dans le halo de la Voie lactée que l’on peut observer les galaxies les moins massives, contenant juste quelques milliers d’étoiles», l'étude ici présentée a analysé leurs propriétés dynamiques et mis en évidence «un lien exceptionnellement fort entre le contenu supposé de matière sombre dans la plupart des galaxies naines, et l’attraction gravitationnelle exercée par la Voie lactée», un lien «si étroit que la probabilité que cela soit une simple coïncidence est inférieure à une chance sur dix milliards».

Il en résulte que «l’attraction de la Voie lactée contrôle l’ensemble des mouvements des étoiles dans ces galaxies naines, et a contrario, que la masse sombre n’y joue aucun rôle»: il a été vérifié «que cela ne pouvait venir d’un artefact», car, par exemple, il a été démontré «que la corrélation ne dépendait pas de la masse en étoiles».

En fait, «la Voie lactée peut influencer la dynamique des étoiles dans les galaxies naines satellites, via les effets gravitationnels dits de marée». Ainsi, il a été prouvé «que si les galaxies naines étaient le résultat d’une première rencontre avec le halo de la Voie lactée, l’agitation des étoiles pouvait s’expliquer sous la seule influence de la gravitation de la Voie lactée, et cela sans qu’il y ait besoin de matière sombre dans ces galaxies naines».

Jusqu'ici, «une telle possibilité avait rarement été évoquée pour les galaxies naines peuplant le halo de la Voie lactée», car jusqu’alors elles étaient considérées «comme des galaxies satellites orbitant autour de la nôtre», une possibilité «renforcée par le fait que les deux plus grandes galaxies naines de notre voisinage, les Nuages de Magellan, sont bien à leur premier passage près de la Voie lactée».

En réalité, «durant le dernier milliard d’années écoulées, plusieurs petites galaxies très abondantes en gaz froid et neutre ont rencontré la Voie lactée». Comme le halo de la Voie lactée contient «du gaz très chaud à plus d’un million de degrés, celui-ci a arraché le gaz froid des galaxies naines déstabilisant complètement les orbites de leurs étoiles» (les galaxies «qui rejoignent la Voie lactée, tombant ensuite complètement sous son influence gravitationnelle» sont «fortement déséquilibrées»).

Au bout du compte, il est apparu «qu’en connaissant seulement la distance de ces galaxies par rapport à la Voie lactée ainsi que leur rayon, on pouvait prédire précisément l’agitation de leurs étoiles, c’est à dire la dispersion de leur vitesse observée sur la ligne de visée».

En conséquence, cette étude bouleverse «l’ensemble de nos connaissances sur l’existence de matière sombre dans les galaxies naines», car ces résultats peuvent s’étendre «aux galaxies naines au voisinage de la grande galaxie d’Andromède».