Deux études, dont les résultats intitulés, pour la première, «A galaxy lacking dark matter» sont publiés dans la revue Nature et, pour la seconde, «An enigmatic population of luminous globular clusters in a galaxy lacking dark matter» sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal Letters et disponibles en pdf, ont permis de découvrir une galaxie ultra-diffuse (*) contenant très peu de matière noire, immatriculée NGC 1052-DF2, qui paraît remettre en cause les modèles théoriques de matière noire.

Rappelons tout d'abord que récemment «des galaxies de la taille de la Voie lactée mais contenant nettement moins d'étoiles, avec une luminosité comparable à celle des galaxies naines», ont mis en évidence. Baptisées par l'astronome Pieter van Dokkum, 'galaxies ultra-diffuses' (UDG en anglais), «elles sont probablement assez nombreuses dans l'univers observable car dans le seul amas de la Chevelure de Bérénice (dit de Coma), contenant plus de 1.000 galaxies, le télescope Subaru, à Hawaï, en a repéré des centaines».

Alors que «les astronomes en avaient déduit que pour résister aux forces de marée gravitationnelles des autres grandes galaxies, les UDG devraient contenir des quantités importantes de matière noire, jusqu'à une proportion d'au moins 98 %», les deux études ici présentées décrivent «une UDG au moins très pauvre en matière noire». NGC 1052-DF2, l' UDG en question, «plus sobrement appelée DF2», se trouve «dans la constellation de la Baleine» au sein «d'un groupe de galaxies associées à NGC 1052, une galaxie elliptique massive» (**).

Les observations réalisées permettent de dire que DF2 est située «à environ 65 millions d'années-lumière de la Voie lactée», mais si sa taille est comparable «elle n'abrite pas de trou noir central et ne comporte pas de bras spiraux ni de disque» et «elle ne ressemble pas non plus à une galaxie elliptique». Surtout, «ce qui a surpris les astrophysiciens est que sa masse déduite des mouvements des amas globulaires correspond à celle déduite de sa luminosité».

Comme cette masse «est une mesure de son contenu en matière baryonique normale, en particulier sous forme d'étoiles», DF2 «semble finalement au moins 400 fois moins riche en matière noire que ce que l'on aurait pu prévoir» et «encore cette valeur n'est-elle qu'un maximum : le minimum pourrait être zéro».

En fin de compte, «DF2 pose un gros problème au modèle de la matière noire froide, qui, en effet, n'a jusqu'à présent jamais prédit l'existence d'un tel objet». Cependant, paradoxalement, DF2 donne une victoire relative à ce modèle, «même si ces mesures sont probablement encore à confirmer et qu'elles sont, comme toujours, encadrées d'incertitudes interdisant des conclusions fermes», car «la théorie alternative MOND est encore plus contredite par DF2».

Plus précisément, comme «cette théorie prévoit des modifications aux lois de la gravitation de Newton s'appliquant aux galaxies», le champ de gravitation de DF2 devrait «affecter les mouvements de ses amas globulaires de la même manière que s'il possédait de la matière noire» et «devrait donc abriter une masse bien plus grande que celle déduite de sa luminosité».

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(*) Galaxie ultra-diffuse

Lien externe complémentaire (source Simbad)

(**) NGC 1052