LES 4 VÉRITÉS DE BRANE

Voici quelques mois, Stacy McGaugh, de la Case Western Reserve University, en compagnie de ses collègues Federico Lelli et Jim Schombert, avait fait savoir que des travaux qu'ils avaient menés, notamment à partir de données prises par le télescope Spitzer, ne semblaient pas compatibles avec l'existence de la matière noire. Les mouvements du gaz interstellaire dans plus de 150 galaxies s'expliquaient bien au moyen de la théorie Mond, laquelle suppose des modifications des lois de la mécanique céleste de Newton.

Jetant un pavé dans la mare déjà trouble du problème de la nature exacte de la matière noire et de l'énergie noire dans le cadre du modèle standard et alimentant également le débat entre ceux qui préfèrent introduire une nouvelle physique de la gravitation et pas de nouvelles particules pour résoudre autrement les énigmes des mouvements des amas de galaxies et des étoiles dans les galaxies découvertes respectivement par Fritz Zwicky et Vera Rubin, des chercheurs viennent de déposer un article sur arXiv.

Il provient d'un groupe d'astrophysiciens espagnols de l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Selon des observations faites également avec Spitzer et concernant 68 galaxies spirales barrées, complétées par des simulations numériques, les auteurs pensent disposer maintenant d'une nouvelle preuve de l'existence de la matière noire. Répartie sous la forme d'un halo quasi sphérique autour des galaxies, il était prédit depuis un certain temps que son champ de gravitation devait ralentir la vitesse de rotation des barres d'étoiles dans les galaxies spirales. Malgré des doutes initiaux, ce serait effectivement bien le cas.

En fait, le champ de gravitation du halo de matière noire supposé exister autour des galaxies devrait avoir des effets importants sur ces barres, à tel point que les calculs laissent supposer depuis environ 20 ans que l'un d'entre eux constitue un véritable test de l'existence de ce halo.

Les étoiles dans la barre tournent généralement plus vite que celles des bras spiraux. Mais il devrait exister un cercle de rayon donné autour du centre des galaxies, appelé cercle de corotation, où les vitesses des étoiles sont les mêmes. D'après la théorie, en ralentissant le mouvement de rotation des barres, la gravitation du halo de matière noire devrait aussi faire augmenter le rayon du cercle de corotation. En pratique, ce rayon devrait être 1,4 fois supérieur à la longueur des barres. Or depuis une décennie, les observations montraient le contraire, ce qui mettait en difficulté le modèle de la matière noire.

En réalisant de nouvelles mesures, les chercheurs de l'IAC ont confirmé ce fait, mais la nouvelle méthode qu'ils ont utilisée leur a également permis de mesurer la vitesse de rotation des barres et surtout de la comparer à la vitesse de rotation du bord externe des disques des galaxies spirales. La valeur obtenue s'est avérée plus petite que ce que l'on pensait.

Une explication de ce phénomène, compatible avec l'existence de la matière noire, supposait que les barres devenaient plus longues avec le temps tout en ralentissant. Pour en avoir le cœur net, les astrophysiciens de l'IAC ont conduit des simulations numériques qui ont effectivement montré que c'est bien ce qui devrait se passer avec un halo de matière noire.

Si les chercheurs ont raison, le modèle cosmologique standard en sort renforcé.