Image radio de l'hydrogène gazeux neutre dans la galaxie AGC 114905. (Mancera Pina et al., MNRAS, 2021) Dans les profondeurs sombres de l'espace, nos modèles de l'Univers deviennent désordonnés. Une nouvelle étude portant sur la galaxie naine ultra-diffuse AGC 114905 a relancé une théorie controversée (ou plus précisément une hypothèse ) de la gravité, et nous a donné plus de questions que de réponses sur ce qui fait fonctionner nos galaxies.
Tout commence par matière noire – ou dans ce cas, pas de matière noire. Bien que la plupart des cosmologistes s'accordent à dire qu'il existe quelque chose appelé « matière noire », qui provoque les galaxies spirales tournent plus vite qu'elles ne le devraient , même la matière noire ne répond pas à toutes les questions dont nous avons besoin.
Donc, ce n'est pas une mauvaise idée de regarder quelques options alternatives. Vous savez,Au cas oùnous ne sommes jamais en mesure de trouver les choses.
Une hypothèse alternative à la matière noire est appelée Dynamique newtonienne modifiée (MOND) ou le cadre de la dynamique Milgromienne. Cette hypothèse - publiée pour la première fois en 1983 par le physicien Mordehai Milgrom - suggère que nous n'avons pas besoin de matière noire pour combler les lacunes de gravité de l'Univers, si nous calculons les forces gravitationnelles subies par les étoiles dans les régions galactiques extérieures d'une manière différente de la façon dont les lois newtoniennes suggérer.
Pour tester cette idée, qui consiste à travailler avec la proportionnalité au rayon de l'étoile ou à l'accélération centripète, nous devons examiner les vitesses des galaxies - en particulier celles qui sont étranges comme galaxies ultra-diffuses.
Ces vilains petits canards très faibles du monde galactique ont l'habitude de ne pas agir comme une galaxie le devrait. Par exemple, certaines galaxies ultra diffuses sembler être fabriquépresque entièrement de matière noire, tandis que d'autres sont presque complètement dépourvus de matière noire.
C'est là qu'AGC 114905 entre en jeu. Cette galaxie naine ultra-diffuse à environ 250 millions d'années-lumière avait récemment été examinée en détail dans un article publié en 2021 étudier à quelle vitesse il tourne.
Mais cette équipe a découvert que la rotation de la galaxie était extrêmement lente - suffisamment lente pour que non seulement ils n'aient pas besoin de matière noire pour confirmer les modèles, mais la courbe de rotation de la galaxie jette également un énorme doute sur le cadre MOND. Cela ne correspond à aucune des deux hypothèses.
'La très faible vitesse de rotation rapportée de cette galaxie est incompatible à la fois avec MOND et l'approche standard avec la matière noire', dit le physicien de l'Université de St Andrews et l'un des chercheurs du nouveau document, Hongsheng Zhao.
'Mais seul MOND est capable de contourner cette apparente contradiction.'
Le nouveau document a 'démystifié' la découverte de 2021, suggérant que le problème n'est pas avec MOND, mais plutôt avec l'inclinaison de la galaxie elle-même.
Lorsque nous regardons des galaxies lointaines dans les profondeurs de l'espace, il peut parfois être difficile de confirmer quel angle nous voyons. L'équipe d'origine a découvert qu'AGC 114905 avait l'air elliptique, ce qui suggère que nous regardons la galaxie sous un angle.
Mais à l'aide de simulations, les chercheurs suggèrent maintenant que la galaxie pourrait sembler elliptique même lorsqu'elle nous fait face. Un changement de l'angle de la galaxie par rapport à nous changerait également la vitesse de rotation de la galaxie, ce qui ferait que tous les calculs MOND s'additionneraient après tout.
'Nos simulations montrent que l'inclinaison d'AGC 114905 pourrait être nettement inférieure à celle rapportée, ce qui signifierait que la galaxie tourne en fait beaucoup plus rapidement que les gens ne le pensent, conformément aux attentes de MOND', déclare l'auteur principal du nouvel article, le physicien Indranil Banik , également de l'Université de St Andrews.
Maintenant, c'est encore une question ouverte. Nous ne savons pas si ce nouveau papier, ou le papier de 2021 va être couronné victorieux – ou du moins le plus correct.
En attendant, si cette nouvelle découverte tient, il semble que le cadre MOND pourrait vivre un autre jour. Aussi sauvage que puisse être MOND, avec la matière noire toujours insaisissable et de nombreuses autres questions encore sans réponse, nous avons besoin de toutes les options possibles.
La recherche a été publiée dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .