De plus en plus, l'hypothèse de l'existence
d'une mystérieuse "matière noire" apparaît comme une "rustine"
servie aux astrophysiciens pour justifier une anomalie observée dans
la rotation des zones externes des galaxies. Or cette hypothèse, qui
semble aujourd'hui avoir été émise à la hâte, peut-être par des
scientifiques frustrés de ne pouvoir expliquer ce qu'ils
observaient, est de plus en plus remise en cause.
Toutes les planètes tournent autour de leur étoile grâce à la
gravitation, obéissant docilement à la troisième loi de gravitation
de Kepler, qui a proposé une relation mathématique entre la distance
d'une planète par rapport au Soleil et sa période orbitale. Par la
suite, Newton a généralisé cette loi à tous les systèmes orbitaux.
Le problème, c'est que cette loi ne semble pas s'appliquer aux
étoiles qui orbitent autour du centre de leur galaxie. Une
observation paradoxale qui a été remarquée pour la première fois en
1970 par l'astronome Vera Rubin, et régulièrement confirmée par la
suite. En effet, les étoiles situées aux confins de la galaxie
orbitent à la même vitesse que celles situées près du centre, alors
que leur vitesse devrait être considérablement réduite. Pour
expliquer cette étrangeté, l'idée a été émise que les galaxies
renfermeraient un halo de matière invisible qui soumettrait les
étoiles les plus éloignées à une force d'attraction supplémentaire,
justifiant ainsi leur vitesse de rotation tout en respectant la loi
de Newton.
Cependant, une nouvelle étude suggère quelque chose de très étrange
et perturbant. Des chercheurs de la Case Western Reserve University
et l’université de l’Oregon ont proposé une nouvelle loi de la
rotation des galaxies qui, si elle est confirmée, s'avère un pavé
dans la mare concernant la théorie de la matière noire.
Exit la matière noire ?
Dans leurs travaux, les astronomes Stacy McGaugh, Federico Lelli et
Jim Schombert affirment que les galaxies obéissent bien à une loi
naturelle comme les planètes, mais avec quelques différences. Alors
que le comportement des galaxies s'expliquait par l'existence de
matière noire, les trois chercheurs ont simulé sur ordinateur la
vélocité radiale des étoiles dans une galaxie en l'absence de
matière noire. Ils ont ensuite comparé les résultats obtenus avec un
grand nombre de galaxies réelles. Et les résultats sont sans appel :
l'importance du rôle de la matière noire est très loin de ce que
l'on pense.
Les chercheurs ont utilisé pour cela les données du télescope
infrarouge Spitzer de la Nasa, qui permet d’estimer la masse visible
d’une galaxie pour prédire la vélocité radiale de ses étoiles. En
utilisant 2693 points de données provenant de 153 galaxies
différentes, les chercheurs ont ainsi modélisé la vélocité radiale
en se basant exclusivement sur la masse visible de la galaxie.
Ils ont ensuite comparé leurs modélisations informatiques avec les
observations réelles et… elles correspondent en tout point. Selon
ces scientifiques, il existe une relation mathématique très claire
entre la vélocité radiale des étoiles et la distribution de la
matière visible. En gros, et pour simplifier, le comportement des
étoiles sur leurs orbites autour des galaxies peut s’expliquer
uniquement avec la matière visible.
Les auteurs restent toutefois prudents, et cette étude tombe au
moment où on envisage sérieusement de refondre la théorie de la
matière noire. Si la matière noire existe, ce qui est loin d'être
démontré, elle est certainement très différente ce que nous en
percevons.
Jean
Etienne
Sources principales :
Radial acceleration relation in rotationally supported galaxies
(Physical Review Letters).
Acceleration relation found among spiral and irregular galaxies
challenges current understanding of dark matter (Phys.org).
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