Galaxie noire
Une galaxie noire est un type hypothétique de galaxie caractérisé par un halo de matière noire[1] dans lequel un disque de gaz baryonique, plus ou moins dense, se trouve piégé en équilibre[2]. Ces galaxies ne produisent pas d'étoiles, ou en produisent à un rythme très lent ; elles sont donc totalement obscures, ce qui les rend particulièrement difficiles à détecter. Leur niveau de fabrication d’étoiles est de cent fois inférieur aux galaxies dites ordinaires. Les astronomes ont calculé qu'il leur faudrait plus de 100 milliards d’années pour transformer la totalité de la matière interstellaire qu’elles contiennent en étoiles[3]. Il s'agirait d'un cas extrême de galaxie à faible brillance de surface dont le rapport masse/luminosité tend vers l'infini. L’apparition de ces galaxies daterait des premiers milliards d’années de l’Univers et correspondrait à l’une des premières étapes de la formation des galaxies. Les galaxies actuelles, plus grandes et peuplées d'étoiles, se seraient formées à partir des galaxies noires.
La détection de ces galaxies est importante pour la validation du modèle ΛCDM et pour comprendre le processus de formation des galaxies[2]. La fraction de masse de matière baryonique par rapport à la matière noire est particulièrement faible, allant de 0,01 à 0,15 selon les modèles[2]. La matière baryonique, quant à elle est principalement composée de gaz neutre et de poussières[4].
Propriétés
[modifier | modifier le code]Formées dans les premiers milliards d'années de l'Univers, ces galaxies constitueraient les briques à partir desquelles les galaxies actuelles, plus complexes, se sont formées[4]. Des astronomes pensent que l'Univers devait être constellé de ces galaxies noires à ses débuts[4].
Il est difficile d'estimer la taille des galaxies noires. Deux tailles potentielles pourraient être soit le double de la taille de la Voie lactée[5] soit celle d'un petit quasar.
Observation
[modifier | modifier le code]Les galaxies noires ayant peu ou pas d'étoiles, elles émettent peu de lumière, ce qui empêche leur détection visuelle directe. Les astronomes ont longtemps cherché des moyens de détection permettant d'établir la preuve de l'existence de ce type de galaxie.
La première annonce de l'observation de galaxies noires est faite à l'été 2012 par une équipe de chercheurs de l'Observatoire européen austral (ESO)[6],[7].
D'après le professeur Simon Lilly, coauteur de la publication :
« Notre approche pour détecter une galaxie noire a été plutôt simple : braquer une lumière très vive là où nous supposions qu'elle existait [...] Nous avons recherché l'enveloppe fluorescente du gaz présent dans les galaxies noires quand elles sont illuminées par la lumière aux ultraviolets qui émane d'un proche quasar. La lumière du quasar s'est projetée sur les galaxies noires, de la même manière que des vêtements blancs réagissent aux lampes à ultraviolets dans les boîtes de nuits. »
— Simon Lilly, Galaxies noires : leur existence enfin prouvée[8]
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Galaxies noires potentielles
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- HE 0450-2958 est un quasar pour lequel aucune galaxie hôte n'a été découverte[9]. On a suggéré qu'elle peut être une galaxie sombre dans laquelle un quasar serait devenu actif. Cependant, des observations supplémentaires ont révélé la possible présence d'une galaxie hôte[10].
- HVC 127-41-330 est un nuage à grande vitesse voisin de la galaxie naine des Poissons, non loin de la galaxie du Triangle. Il est considéré comme une possible galaxie noire.
- La nature de VIRGOHI21 est discutée depuis ses premières observations au début des années 2000[11]. Située à environ 50 millions d'années-lumière de la Terre, elle devrait normalement être observable à l'aide des télescopes optiques, mais ce n'est pas le cas[11]. Elle a été observée à l'aide de la raie à 21 centimètres[12].
Notes et références
[modifier | modifier le code]- (en) M. Bonamente, « XMM-Newton observation of the dark galaxy VIRGO HI21 », Université de l'Alabama à Huntsville, « theorized population of dark matter halos ».
- (en) Edward N. Taylor, « Dark Galaxies, the interface between galaxy and star formation », Observatoire de Leyde, .
- Xavier Demeersman, « Première observation des « galaxies noires » », .
- Olivier Esslinger, « Première observation directe des galaxies noires », .
- (en) « Arecibo Survey Produces Dark Galaxy Candidate », Spacedaily.com, .
- (en) Sebastiano Cantalupo, Simon J. Lilly et Martin G. Haehnelt, « Detection of dark galaxies and circum-galactic filaments fluorescently illuminated by a quasar at z=2.4 », Mon. Not. R. Astron. Soc., , p. 1–26 (lire en ligne)
- Thierry Botti, Sebastiano Cantalupo, Simon J. Lilly et Richard Hook, « Les galaxies noires de l’Univers primordial observées pour la première fois », sur eso.org, .
- Philippe Meignan, « Galaxies noires : leur existence enfin prouvée », .
- (en) P. Magain et al., « Discovery of a bright quasar without a massive host galaxy », Nature, vol. 437, , p. 381 (résumé)
- (en) D. Merritt et al., « The nature of the HE0450-2958 System », arXiv.org, (lire en ligne)
- (en) Fraser Cain, « No Stars Shine in This Dark Galaxy », sur universetoday.com, .
- (en) Scott Funkhouser, « Testing MOND with VirgoHI21 », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 364, , p. 237 (DOI 10.1111/j.1365-2966.2005.09565.x, lire en ligne)
Voir aussi
[modifier | modifier le code]Articles connexes
[modifier | modifier le code]Liens externes
[modifier | modifier le code]- Galaxies noires, les voir pour les croire, La Science, CQFD, France Culture, 19 novembre 2024
- "Galaxies noires : c’est pas si clair", La Méthode scientifique, France Culture, 3 septembre 2019
- (en) Roy Britt, « First Invisible Galaxy Discovered in Cosmology Breakthrough », sur space.com,
- (en) Stephen Battersby, « Astronomers find first 'dark galaxy' », The New Scientist,
- (en) Stuart Clark, « Astronomers claim first 'dark galaxy' find », sur newscientist.com, (consulté le )
- (en) David Shiga, « Ghostly Galaxy: Massive, dark cloud intrigues scientists », Science News Online, 9, vol. 167, , p. 131 (DOI 10.2307/4015891, lire en ligne, consulté le )
