Une nouvelle théorie sur la mother nature de la matière noire aide à expliquer pourquoi une paire de galaxies à approximativement 65 hundreds of thousands d'années-lumière de la Terre contient très peu de matière mystérieuse, selon une étude menée par un physicien de l'Université de Californie à Riverside.




La matière noire n'est pas lumineuse et ne peut pas être vue directement. Pensé pour représenter 85% de la matière dans l'univers, sa character n'est pas bien comprise. Contrairement à la matière normale, elle n'absorbe pas, ne réfléchit pas et n'émet pas de lumière, ce qui la rend difficile à détecter.

La théorie dominante de la matière noire, connue sous le nom de matière noire froide, ou MDP, suppose que les particules de matière noire sont sans collision, en dehors de la gravité. Une seconde théorie as well as récente, appelée matière noire vehicle-interagissante, ou SIDM, suggest que les particules de matière noire interagissent automatiquement par le biais d'une nouvelle pressure sombre. Les deux théories expliquent remark la structure globale de l'univers émerge, mais elles prédisent différentes distributions de matière noire dans les régions internes d'une galaxie. SIDM suggère que les particules de matière noire se heurtent fortement les unes aux autres dans le halo interne d'une galaxie, près de son centre.




En règle générale, une galaxie visible est hébergée par un halo de matière noire invisible – un amas concentré de matière, en forme de boule, qui entoure la galaxie et est maintenu ensemble par les forces gravitationnelles. Des observations récentes de deux galaxies extremely-diffuses, NGC 1052-DF2 et NGC 1052-DF4, montrent cependant que cette paire de galaxies contient très peu, voire aucune, de matière noire, ce qui remet en query la compréhension des physiciens de la development des galaxies. Les observations astrophysiques suggèrent que NGC 1052-DF2 et NGC 1052-DF4 sont probablement des galaxies satellites de NGC1052.

« On pense généralement que la matière noire domine la masse globale d'une galaxie », a déclaré Hai-Bo Yu, professeur agrégé de physique et d'astronomie à l'UCR, qui a dirigé l'étude. « Les observations de NGC 1052-DF2 et -DF4 montrent cependant que le rapport de leur matière noire à leurs masses stellaires est d'environ 1, ce qui est 300 fois furthermore faible que prévu. Pour résoudre l'écart, nous avons considéré que les halos DF2 et DF4 pourraient perdre la majorité de leur masse en raison des interactions de marée avec la galaxie massive NGC 1052.  »

À l'aide de simulations sophistiquées, l'équipe dirigée par l'UCR a reproduit les propriétés de NGC 1052-DF2 et NGC 1052-DF4 par le décapage des marées – le dépouillement du matériau par les forces de marée galactiques – par NGC1052. Parce que les galaxies satellites ne peuvent pas contenir la masse dépouillée avec leurs propres forces gravitationnelles, elle est effectivement ajoutée à la masse de NGC 1052.

Les chercheurs ont examiné à la fois les scénarios MDP et SIDM. Leurs résultats, publiés dans Actual physical Review Letters, indiquent que le SIDM forme des galaxies déficientes en matière noire comme NGC 1052-DF2 et -DF4 beaucoup moreover favorablement que CDM, car la perte de masse de marée du halo interne est additionally significative et la distribution stellaire est moreover diffuse dans SIDM.

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Yu a expliqué qu'une perte de masse de marée pouvait se produire dans les halos CDM et SIDM. Dans le CDM, la framework du halo interne est « rigide » et résiliente au décapage de marée, ce qui rend difficile pour un halo CDM typique de perdre une masse interne suffisante dans le champ de marée pour accueillir les observations de NGC 1052-DF2 et -DF4. En revanche, dans le SIDM, les car-interactions de la matière noire pourraient pousser les particules de matière noire de l'intérieur vers les régions externes, rendant le halo interne additionally « pelucheux » et augmentant la perte de masse de marée en conséquence. De in addition, la distribution stellaire devient additionally diffuse.

« Un halo CDM typique reste trop massif dans les régions intérieures même après l'évolution des marées », a déclaré Yu.

Ensuite, l'équipe effectuera une étude as well as approfondie du système NGC 1052 et explorera les galaxies nouvellement découvertes avec de nouvelles propriétés dans le but de mieux comprendre la nature de la matière noire.

Yu a été rejoint dans l'étude par Daneng Yang et Haipeng An de l'Université Tsinghua à Pékin, en Chine. Yu a bénéficié de subventions du Département américain de l'énergie et de la National Science Foundation des États-Unis.