Il y a deux ans, Marla Geha, une astronome de l'Université de Yale, Joshua Simon de la Carnegie Institution de Washington, et leurs collègues ont découvert quelque chose d'inhabituel en étudiant avec le télescope Keck II et des informations pour le Sloan Digital Sky Survey. Leurs observations ont révélé un groupe d'étoiles contrastées qui semblaient toutes se déplacer à l'unisson - pas seulement un groupe mobile d'étoiles similaires qui auraient pu être arrachées de la galaxie naine Sagittaire voisine. L'équipe savait qu'ils étaient sur quelque chose, mais un groupe d'astronomes concurrents à l'Université de Cambridge était sceptique. Dommage… il y avait un trésor sombre juste devant leurs yeux.
Pour ne pas être dissuadés, Simon, Geha et leur groupe sont retournés à Keck et ont tourné l'œil photographique du spectrographe multi-objets d'imagerie extragalactique profonde (DEIMOS) du télescope vers leur zone cible. Même s'il ne s'agissait que d'environ 1 000 petites étoiles sombres, ils voulaient savoir comment ils ont migré à la fois par rapport à la Voie lactée et les uns aux autres. Nommée Segue 1, la cible que l'équipe regardait pourrait peut-être avoir 3 400 fois plus de masse que ne peuvent en représenter ses étoiles visibles… une galaxie dominée par la matière noire et salée avec une poignée de soleils anciens. Si les 1000 étoiles environ étaient tout ce qu'il y avait à Segue 1, avec juste une touche de matière noire, les étoiles se déplaceraient toutes à peu près à la même vitesse, a déclaré Simon. Mais les données de Keck montrent que non. Au lieu de se déplacer à une vitesse constante de 209 km / s par rapport à la Voie lactée, certaines étoiles de la Segue 1 se déplacent à des vitesses aussi lentes que 194 kilomètres par seconde tandis que d'autres vont aussi vite que 224 kilomètres par seconde.
"Cela vous dit que la Segue 1 doit avoir beaucoup plus de masse pour accélérer les étoiles à ces vitesses", a expliqué Geha. Le document confirmant la nature sombre de Segue 1 est paru dans le numéro de mai 2011 de The Astrophysical Journal. «La masse requise pour provoquer les différentes vitesses des étoiles observées à la Segue 1 a été calculée à 600 000 masses solaires. Mais il n'y a qu'environ 1 000 étoiles à Segue 1, et elles sont toutes proches de la masse de notre Soleil », a déclaré Simon. "Pratiquement tout le reste de la masse doit être de la matière noire."
Mais l'information de DEIMOS ne s'est pas arrêtée là… Elle a également révélé une collection éclectique d'étoiles pauvres en métaux presque primordiales. Les chercheurs ont réussi à collecter des données de fer sur six étoiles à Segue 1 avec le télescope Keck II, et une septième étoile à Segue 1 a été mesurée par une équipe australienne à l'aide du Very Large Telescope. Sur ces sept, trois se sont avérés avoir moins d'un 2500e autant de fer que le Soleil. "Cela suggère que ce sont certaines des étoiles les plus anciennes et les moins évoluées qui soient connues", a déclaré Simon. Ce sont des données fascinantes étant donné que les enquêtes sur les étoiles de ce type sur les milliards de la Voie lactée en ont produit moins de 30. "Dans la ligue 1, nous avons déjà 10% du total de la Voie lactée", a déclaré Geha. "Pour étudier ces étoiles les plus primitives, les galaxies naines vont être très importantes."
En confirmant la concentration massive de matière noire de Segue 1, d'autres types de recherche sur le mode de vie de cette galaxie sombre deviennent désormais plus dédiés. Le télescope spatial Fermi à rayons gamma a également cherché son chemin dans l'espoir d'attraper un événement de rayons gamma créé par la collision et l'annihilation de paires de particules de matière noire. Jusqu'à présent, le télescope Fermi n'a détecté rien de ce genre, ce qui n'est pas entièrement surprenant et ne signifie pas que la matière noire n'est pas là, a déclaré Simon.
"Les prédictions actuelles sont que le télescope Fermi est à peine assez fort ou peut-être pas assez fort pour voir ces rayons gamma de Segue 1", a expliqué Simon. On espère donc que Fermi détectera au moins la trace d'une collision. "Une détection serait spectaculaire", a expliqué Simon. «Les gens tentent d'apprendre la matière noire depuis 35 ans et n'ont pas fait beaucoup de progrès. Même une faible lueur des rayons gamma prévus serait une puissante confirmation des prédictions théoriques sur la nature de la matière noire. »
Espérons que Segue 1 n'est pas seul dans le noir.
Source des informations originales: Keck Observatory Science News.
