Il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas sur la matière noire – nous ne sommes même pas sûrs à 100 % qu’elle existe – mais pendant des années, les scientifiques ont émis l’hypothèse qu’un énorme disque de cette matière mystérieuse traversait notre propre Voie lactée. Aujourd’hui, grâce à de nouveaux calculs, cette hypothèse fait l’objet de beaucoup plus d’attention.
Une nouvelle étude suggère que les scientifiques ont négligé un indice important dans leurs calculs : cet hypothétique disque de matière noire pourrait se faire de la place dans notre galaxie. Si ce disque peut se pincer dans d’autres types de matière – étoiles, gaz et poussière – comme le suggèrent les chercheurs, alors un disque de matière noire commence à paraître plus probable.
La physicienne Lisa Randall, de l’université Harvard, a proposé sa version de la théorie du disque sombre pour la première fois en 2013. L’astronome néerlandais Jan Oort a lancé l’idée pour la première fois en 1932, après avoir observé le mouvement irrégulier des étoiles dans notre galaxie, et Randall l’a fait sortir de l’ombre. Mais, comme le rapporte Natalie Wolchover pour Wired, il s’agit d’une idée controversée qui a plus de détracteurs que de partisans.
Le nouvel article de Randall, rédigé avec Eric Kramer, étudiant diplômé de Harvard, est en ligne sur le site de prépresse arXiv.org et a été accepté pour publication dans The Astrophysical Journal.
Les deux auteurs expliquent que la masse totale visible de la Voie lactée est généralement estimée en extrapolant vers l’extérieur à partir de la densité de son plan médian – la ligne centrale qui traverse la galaxie. Si un disque sombre existe et peut pincer la matière vers lui – au niveau du plan médian – alors nos calculs précédents sont inexacts.
Cela signifie que la présence d’un disque devient possible, et peut-être même légèrement probable, selon le type d’analyse utilisé, affirment-ils. Le fait que personne n’ait cherché un disque qui pourrait interférer avec la matière de cette manière est la raison pour laquelle beaucoup d’études antérieures n’en ont pas trouvé la preuve, a déclaré Kramer à Wolchover.
D’autres experts qui ont analysé les chiffres disent qu’il n’y a pas assez de place pour l’erreur pour laisser la chance à un disque de matière noire d’exister. “La contrainte est plus forte que ne le prétend Lisa Randall”, lui a dit l’astrophysicien Jo Bovy, de l’université de Toronto au Canada .
M. Bovy, qui n’a pas participé aux nouvelles recherches, mais qui a effectué ses propres mesures, pense que même avec un effet de pincement, un disque ne pourrait représenter que 2 % de la matière noire estimée dans la galaxie. Cela laisse beaucoup de matière noire inexpliquée.
Grâce à l’observatoire spatial Gaia, nous pourrons bientôt savoir ce qu’il en est : il procède actuellement à un nouvel inventaire de la Voie lactée, qui nous donnera un compte rendu plus précis de la position et de la vitesse d’un milliard d’étoiles.
Ce qui rend la matière noire si difficile à comprendre, c’est que nous ne pouvons pas la voir. Nous ne pouvons que deviner son existence en observant son effet sur les autres éléments de l’Univers.
Si un disque de matière noire est effectivement présent, comme le suggèrent Randall et Kramer, cela signifie que la matière noire est capable de libérer de l’énergie, ce qui signifie qu’elle est encore plus complexe que ce que nous avions imaginé.
Nous sommes impatients de voir ce que d’autres chercheurs pensent de cette dernière hypothèse, mais une chose est sûre : compte tenu de tout ce que nous ne savons pas encore sur la matière noire, personne ne devrait écarter d’emblée toute hypothèse.
“Je pense qu’il est très, très sain pour le domaine que des gens réfléchissent à toutes sortes d’idées différentes”, a déclaré à Wired l’astrophysicien James Bullock, de l’université de Californie à Irvine, qui n’a pas participé à l’étude. “Parce qu’il est tout à fait vrai que nous ne savons pas ce qu’est cette matière noire, et il faut avoir l’esprit ouvert à ce sujet.”