À propos de cette image
Cette galaxie fantomatique défie notre compréhension fondamentale de la façon dont les galaxies se forment et évoluent. NGC 1052-DF2 est si extraordinairement diffus et transparent que nous pouvons voir des galaxies lointaines briller clairement à travers sa population stellaire clairsemée – une étrange fenêtre cosmique qui fait allusion à la nature bizarre de cet objet. Ce qui rend cette galaxie vraiment remarquable, c'est ce qui lui manque apparemment : la matière noire, la substance invisible qui, selon les modèles cosmologiques standards, devrait dominer la masse de chaque galaxie. Les mesures des mouvements des amas globulaires de NGC 1052-DF2 ont révélé des vitesses bien inférieures aux prévisions, indiquant que la masse totale de la galaxie est à peu près égale à sa seule masse stellaire visible, avec peu ou pas de place pour la matière noire. Cette découverte remet en question les hypothèses fondamentales sur la formation des galaxies et suggère que la matière noire, bien qu'omniprésente, n'est peut-être pas nécessaire à la formation de toutes les galaxies.
Importance scientifique
NGC 1052-DF2 a envoyé une onde de choc à travers la communauté astronomique car elle contredit apparemment une pierre angulaire de la cosmologie moderne : les halos de matière noire sont essentiels à la formation des galaxies. Dans le modèle standard, les galaxies se forment lorsque les halos de matière noire collectent gravitationnellement de la matière normale, ce qui signifie que chaque galaxie devrait être dominée par la matière noire. Le déficit apparent de matière noire de NGC 1052-DF2 suggère soit que certaines galaxies peuvent se former sans matière noire grâce à des processus exotiques, soit que la matière noire peut être éliminée après la formation. Les explications proposées incluent l'élimination des marées par la galaxie massive voisine NGC 1052, la formation à partir de matériaux expulsés lors d'une collision de galaxies ou la naissance dans une région inhabituellement pauvre en matière noire. Ironiquement, cette découverte renforce les arguments en faveur de la matière noire en tant que particule réelle (plutôt que modification de la gravité), car elle démontre que la matière noire et la matière normale peuvent être séparées – ce qui serait impossible si les effets de la « matière noire » étaient simplement dus à une physique gravitationnelle modifiée.
Détails d'observation
Hubble a observé NGC 1052-DF2 à l'aide de la caméra avancée pour les levés (ACS) dans des filtres optiques à large bande. Les expositions profondes ont révélé la population stellaire clairsemée de la galaxie et ont identifié dix amas globulaires compacts en orbite à l'intérieur de celle-ci. La mesure des vitesses de ces amas globulaires à l’aide de la spectroscopie du télescope Keck était l’observation clé : leur faible dispersion à vitesse impliquait une masse totale cohérente avec les étoiles visibles seules, sans qu’aucune matière noire supplémentaire ne soit nécessaire. La résolution de Hubble était essentielle pour identifier les amas globulaires et les séparer des galaxies de fond visibles à travers le corps stellaire diffus. Les observations ont également révélé la luminosité extrêmement faible de la surface de la galaxie, environ 100 fois plus faible par unité de surface que celle des galaxies classiques.
Position dans l'univers
Constellation
Cetus
Distance depuis la Terre
65 millions d'années-lumière
Faits intéressants
- 1
NGC 1052-DF2 a à peu près la même taille physique que la Voie Lactée mais ne contient qu'environ 1/200ème du nombre d'étoiles, ce qui en fait essentiellement un « nuage d'étoiles dispersées de la taille d'une galaxie ».
- 2
La découverte d'une galaxie apparemment dépourvue de matière noire renforce en fait les arguments en faveur de l'existence de la matière noire : elle montre que la matière noire est une substance réelle qui peut être séparée de la matière normale, et pas seulement un artefact de gravité modifiée.
- 3
Une deuxième galaxie déficiente en matière noire, NGC 1052-DF4, a été découverte plus tard dans le même groupe de galaxies, suggérant qu'un processus inhabituel a dépouillé les deux objets de leur matière noire.
Crédit image : NASA, ESA, télescope spatial Hubble
