Les astronomes utilisant le télescope spatial Hubble NASA/ESA ont confirmé l’existence d’objets sans étoiles, riches en hydrogène et dominés par la matière noire. Appelés Reionization-Limited HI Clouds (RELHIC), ces objets sont des reliques de l’Univers primitif qui remettent en question les visions traditionnelles de la formation des galaxies et pourraient faire allusion à des populations cachées de structures similaires.
Désigné Cloud-9, cet objet RELHIC a été identifié grâce à des observations avec le télescope sphérique à cinq cents mètres d’ouverture (FAST) et confirmé indépendamment avec le très grand réseau (VLA) et le télescope Green Bank (GBT).
« C’est l’histoire d’une galaxie en faillite », a déclaré le Dr Alejandro Benitez-Llambay, astronome à l’Université de Milan-Bicocca.
« En science, nous apprenons généralement plus des échecs que des succès. Dans ce cas, ne voir aucune étoile est ce qui donne raison à la théorie. »
« Cela nous indique que nous avons trouvé dans l’Univers local un élément constitutif primordial d’une galaxie qui ne s’est pas formée. »
Le noyau de Cloud-9 est composé d’hydrogène neutre et mesure environ 4 900 années-lumière de diamètre.
Situé à proximité de la galaxie spirale Messier 94, l’objet partage la même vitesse de récession que la galaxie, le plaçant à une distance approximative de 14,3 millions d’années-lumière de la Terre.
« Ce nuage est une fenêtre sur l’univers sombre », a déclaré le Dr Andrew Fox, astronome à l’Association des universités pour la recherche en astronomie/Institut scientifique du télescope spatial (AURA/STScI) pour l’ESA.
« Nous savons théoriquement que la majeure partie de la masse de l’Univers devrait être constituée de matière noire, mais il est difficile de détecter cette matière sombre car elle n’émet pas de lumière. »
« Cloud-9 nous donne un aperçu rare d’un nuage dominé par la matière noire. »
Les astronomes ont utilisé la caméra avancée pour les enquêtes (ACS) de Hubble pour rechercher tout composant stellaire lumineux dans Cloud-9.
Leur analyse exclut la présence de toute galaxie naine possédant une masse stellaire détectable.
« L’absence d’étoiles détectables renforce l’interprétation selon laquelle ce système est un RELHIC, c’est-à-dire un halo de matière noire sans étoiles rempli de gaz hydrostatique en équilibre thermique avec le fond ultraviolet cosmique », ont-ils déclaré.
Cloud-9 serait le principal candidat de tout nuage HI compact connu – et offrirait un support empirique pour une prédiction fondamentale du cadre cosmologique dominant, le modèle ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter).
Ce modèle anticipe l’existence de halos de matière noire sans étoiles remplis de gaz à des échelles de masse sous-galactiques qui n’ont jamais formé d’étoiles.
« La découverte de Cloud-9 contribue également à limiter la masse seuil actuelle du halo pour la formation des galaxies, nous permettant ainsi de mieux comprendre pourquoi certains halos de matière noire hébergent des galaxies tandis que d’autres restent dépourvus d’étoiles », ont déclaré les chercheurs.
