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Il semble que la matière noire puisse être chauffée et déplacée

Astronomie : Il semble que la matière noire puisse être chauffée et déplacée

Regarde une galaxie, que vois-tu? Probablement beaucoup d'étoiles. Nébuleuses aussi. Et c'est probablement ça. Un tas d'étoiles et de gaz dans une variété d'assortiments colorés; un plaisir pour les yeux. Et enterrés parmi ces étoiles, si vous y regardez suffisamment, vous pourriez trouver des planètes, des trous noirs, des nains blancs, des astéroïdes et toutes sortes de bêtises épaisses et variées. Le milieu galactique habituel.

Ce que vous ne verriez pas, c’est de quoi la majorité de cette galaxie est réellement faite. Vous ne verriez pas l'invisible, le caché. Vous ne verriez pas le gros de cette masse galactique. Vous ne verriez pas la matière noire.

Dark Matters Most

La matière noire est une forme hypothétique de matière et, dans cette hypothèse, vous y nagez en ce moment. Autant que nous puissions en juger, nous nous sommes basés sur des décennies d’observation minutieuse et minutieuse de tout, du mouvement des étoiles dans les galaxies au mouvement des galaxies au sein des grappes, aux premiers moments du big bang à la croissance de la structure dans tout l’univers (c.-à-d., nous avons travaillé très dur à ce sujet), notre cosmos n’est pas ce qui semble à la surface.

Le résultat principal: la plupart des éléments bruts de notre univers n’interagissent tout simplement pas avec la lumière. Son nom habituel est «matière noire», mais un meilleur nom pourrait être une matière invisible . Nous ne savons pas exactement de quoi il s'agit (nous travaillons toujours sur ce point), mais la matière noire semble être une sorte de particule microscopique qui inonde chaque galaxie en lui donnant une masse supplémentaire. Parce que cette matière noire n'interagit pas avec la lumière, elle ne sent rien à voir avec la force électromagnétique, c'est-à-dire qu'elle traverse simplement la matière normale sans s'en rendre compte ni s'en soucier.

Le poids de rien

Aussi puissante que puisse être cette matière noire en termes d’explication des problèmes profonds et embarrassants de l’univers, elle présente certaines faiblesses. Plus particulièrement, lorsque les astrophysiciens réalisent des simulations sur ordinateur de la croissance des galaxies - en suivant leur formation et leur évolution au cours de milliards d'années, en utilisant toute la physique connue pour transformer une galaxie en galaxie - ils découvrent que la matière noire a tendance à vraiment se regroupent à des densités obscurément élevées au centre de ces galaxies.

C'est une bonne et douteuse prédiction en soi, mais elle ne correspond pas tout à fait aux observations. Bien que nous ne puissions pas voir directement la matière noire (rappelez-vous: invisible), vous pouvez voir ses effets sur tout le reste, y compris la matière normale. La matière noire ne joue peut-être pas le jeu électromagnétique, mais elle parle à la gravité, car la gravité est extrêmement conviviale et peut parler à tous les lambeaux de masse et d'énergie de l'univers tout entier.

La voie lactée et son halo de matière noire. Crédit image: Sload Digital Sky Survey

Donc, si vous remplissez une galaxie avec de la matière noire, et que la matière noire a tendance à s'agglutiner beaucoup au centre, il y aura alors beaucoup de poids au centre de la galaxie, aspirant le gaz environnant. À mesure que ce gaz se compresse sur le noyau, il va se contracter et s’effondrer, ce qui déclenchera d’énormes événements de formation d’étoiles, faisant ainsi éclater de nouvelles étoiles.

En d'autres termes, les noyaux des galaxies devraient avoir des tas sur les tas moléculaires de gaz et d'étoiles. Et bien que les centres galactiques soient des lieux très riches, ils ne sont pas si riches.

La conclusion selon laquelle la prédiction banale sur le comportement de la matière noire dans les noyaux galactiques n’est pas complète. Comme nous avons tant d'autres bonnes raisons de croire que la matière noire est une chose, la question est de savoir: qu'est-ce qui la fait sortir du noyau?

Secouer les choses

Donnez un problème à dix physiciens théoriques et ils proposeront une douzaine de solutions. Et dans le cas de la "confusion" des noyaux de matière noire, ils ont réussi à faire ressortir toutes sortes d'explications amusantes. Peut-être que la matière noire est plus exotique que nous le pensions, capable d’interagir légèrement avec elle-même par le biais d’une nouvelle cinquième force de la nature, se lissant au centre. Peut-être que la matière noire n’est qu’un peu naturellement chaude et énergique et qu’elle a du mal à s’assembler au centre.

Aussi cool que ces options soient, peut-être que l'explication est quelque chose de plus banal. La matière noire peut influer sur le comportement de la matière normale via la gravité, et il en va de même en sens inverse. Bien que beaucoup moins volumineux que leurs homologues sombres, la matière ordinaire de notre univers peut tirer et répandre tout le reste, même un tout petit peu.

Le noyau galactique, observé en utilisant la lumière infrarouge et la lumière des rayons X. Crédit: NASA, ESA, SSC, CXC et STScI

Récemment, une équipe d'astronomes a étudié plusieurs populations de galaxies naines, où le lien entre la matière noire et la matière normale pourrait être examiné plus facilement. Ils ont utilisé ces échantillons pour rechercher toute relation entre la formation d'étoiles et la densité centrale. Dans ce scénario, si une galaxie connaissait beaucoup de formation d'étoiles récente, déclenchant des vents de supernova explosifs et d'autres explosions de tempérament, cela ferait sortir beaucoup de matière normale du noyau et la gravité ferait son effet et attirerait une partie de la matière noire. avec les trucs normaux.

L’étude a révélé un résultat intrigant: les galaxies naines avec beaucoup de formations d’étoiles récentes («récentes» au cours des six derniers milliards d’années) avaient des densités centrales plus lisses, tandis que leurs frères et sœurs moins actifs étaient beaucoup plus précis dans leurs centres, privilégiant cette hypothèse selon laquelle la matière normale peut effectivement influencer l'obscurité. Bien que cela ne résolve pas complètement l'énigme de la nature de la matière noire, il s'agit d'un pas en avant important.

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