Une petite et ancienne galaxie naine nommée Tucana II en orbite autour de la Voie lactée recèle un grand secret Selon une nouvelle étude des étoiles autour de l’objet, liées gravitationnellement à lui à de grandes distances, son halo de matière noire est beaucoup plus massif qu’on ne le pensait

En fait, c’est absolument énorme Bien que la masse stellaire de Tucana II ne représente qu’environ 3000 fois la masse du Soleil, son halo de matière noire correspond à 10 millions de fois la masse du Soleil. C’est environ trois à cinq fois plus massif que les estimations précédentes

Cela suggère que les premières galaxies de l’Univers auraient pu être beaucoup plus massives que nous ne le pensions

“Tucana II a beaucoup plus de masse que nous ne le pensions, afin de lier ces étoiles qui sont si loin”, a déclaré l’astrophysicien Anirudh Chiti du MIT “Cela signifie que les autres premières galaxies reliques ont probablement aussi ces types de halos étendus”

La Voie lactée a tout un essaim de galaxies naines Ce sont de petits amas d’étoiles faibles et très pauvres en métal, révélant qu’ils sont très vieux, car les métaux ont mis un certain temps à se former dans le cœur des étoiles et à se propager à travers l’Univers.

Tucana II, situé à environ 163 000 années-lumière de la Terre, est parmi les plus petits Basé sur la métallicité de sa population d’étoiles, il est également parmi les plus anciens, avec presque aucun métal à trouver Chiti et son équipe enquêtaient sur ces étoiles, dans l’espoir de trouver une population d’étoiles encore plus âgées

Ils ont pris des observations à l’aide du télescope SkyMapper de l’Université nationale australienne et ont analysé les résultats grâce à un algorithme Chiti conçu pour détecter les étoiles pauvres en métaux En plus des étoiles au cœur de Tucana II, l’algorithme a détecté neuf nouvelles étoiles, à des distances assez étendues

Les données collectées par le satellite Gaia – un projet ambitieux de cartographie de la Voie lactée en trois dimensions, y compris les mouvements des étoiles – l’ont confirmé Ces étoiles loin du noyau de la galaxie naine étaient en orbite autour d’elle, liées gravitationnellement

Pourtant, les propriétés précédemment estimées de la galaxie n’incluaient pas suffisamment de masse pour produire le type de force gravitationnelle qui maintiendrait ces étoiles lointaines liées Ce qui signifiait qu’il y avait une masse là-bas que nous ne pouvions pas voir ou détecter directement Ce qui signifiait, à son tour, de la matière noire

Nous ne savons pas ce qu’est la matière noire, mais il y a une masse invisible dans l’Univers responsable de créer toute la gravité supplémentaire, de faire tourner les galaxies plus rapidement et de plier l’espace-temps – et il y en a beaucoup plus que matière normale C’est de la matière noire, et nous croyons que c’est la colle qui lie les galaxies

“Sans matière noire, les galaxies se sépareraient”, a déclaré Chiti “[La matière noire] est un ingrédient crucial pour créer une galaxie et la maintenir ensemble”

Sur la base des positions et des mouvements des étoiles, l’équipe a pu mettre à jour l’estimation de la masse de matière noire de Tucana II, arrivant finalement dans la gamme de 10 millions de masses solaires C’est la première preuve que les galaxies naines ultrafines peuvent avoir autant de matière noire, et cela soulève de nombreuses énigmes.

“Cela signifie probablement aussi que les premières galaxies se sont formées dans des halos de matière noire beaucoup plus grands qu’on ne le pensait auparavant”, a déclaré l’astrophysicienne Anna Frebel du MIT. “Nous avons pensé que les premières galaxies étaient les plus petites et les plus wimpiest galaxies Mais ils ont peut-être été plusieurs fois plus grands que nous le pensions, et pas si petits après tout”

Alors, d’où diable a-t-il tiré toute cette matière noire? Un indice à cela pourrait être dans les étoiles de la galaxie Lorsque l’équipe a étudié les données des télescopes de Magellan au Chili, ils ont constaté que toutes les étoiles n’avaient pas la même métallicité.

En fait, ils étaient assez nettement divisés entre deux populations Les étoiles à la périphérie de Tucana II avaient une métallicité trois fois plus faible que les étoiles du centre, suggérant deux populations stellaires distinctes Dans la Voie lactée, cela peut arriver si une population d’étoiles est arrivée d’ailleurs, comme une collision avec une autre galaxie

C’est la première fois qu’une telle différence chimique entre les étoiles est observée dans une ancienne galaxie, mais il est possible que les raisons en soient similaires: il était une fois, Tucana II n’était pas une, mais deux galaxies qui ont fusionné, combinant leurs auréoles de matière noire

“Nous voyons peut-être la première signature du cannibalisme galactique”, a déclaré Frebel. “Une galaxie a peut-être mangé l’un de ses voisins légèrement plus petits et plus primitifs, qui a ensuite renversé toutes ses étoiles dans la périphérie”

Quoi qu’il en soit, la recherche démontre que la portée étendue de ces minuscules galaxies satellites peut maintenant être observée et caractérisée, ce qui signifie que d’autres comme Tucana II pourraient être identifiées Il y a même deux candidats – les galaxies naines ultra-fines Segue 1 et Bootes I ont chacune une étoile à une distance étendue du noyau galactique

L’équipe prévoit d’utiliser ses techniques pour trouver plus d’étoiles et de galaxies similaires, et les étudier

“Il y a probablement beaucoup plus de systèmes, peut-être tous, qui ont ces étoiles clignotant dans leur périphérie”, a déclaré Frebel

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Source: https://www.sciencealert.com/this-tiny-ancient-dwarf-galaxy-has-way-more-dark-matter-than-we-thought

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