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Une nouvelle recherche suggère que des étoiles invisibles, appelées « étoiles noires », pourraient exister au cœur des galaxies. Ces amas de matière invisible pourraient jouer un rôle crucial dans la structure des galaxies.
La matière noire et les galaxies
Les astronomes possèdent de nombreuses preuves indiquant que la majorité de la masse d’une galaxie est invisible. Cependant, l’identité de cette matière noire demeure un mystère. Au cours des dernières décennies, l’hypothèse la plus prometteuse suggère que la matière noire serait composée de particules lourdes qui interagissent rarement avec la lumière ou d’autres matières. Néanmoins, cette théorie peine à expliquer les faibles densités observées dans les cœurs galactiques, car les simulations prédisent une concentration beaucoup plus élevée.
Une nouvelle hypothèse : la matière noire « floue »
Une solution possible serait que les particules de matière noire soient extrêmement légères, jusqu’à des milliards de fois moins massives que le neutrino, la particule connue la plus légère. Ces particules, appelées « matière noire floue », pourraient se stabiliser en d’énormes amas de matière invisible, formant ainsi ces fameuses étoiles noires. Ce phénomène est particulièrement intéressant, car ces étoiles noires pourraient s’étendre sur des milliers d’années-lumière tout en conservant des masses relativement faibles. Elles pourraient ainsi constituer les cœurs des galaxies sans engendrer de densités excessives.
Étude de la matière noire floue
Dans un article publié le 17 décembre 2024, une équipe internationale d’astrophysiciens a exploré comment les galaxies pourraient évoluer sous l’influence de cette matière noire floue. Pour cela, ils ont élaboré un modèle simplifié composé de deux éléments principaux : une grande quantité de matière noire floue et une proportion moindre de gaz idéal.
Les résultats montrent que la matière noire floue s’agglomérait rapidement en un gros amas au centre, autour duquel se formaient des nuages de matière noire plus diffus. Le gaz s’est mélangé avec la matière noire dans le centre, donnant naissance à ce que les chercheurs ont nommé une étoile fermion-boson, illustrant les deux types de matière impliqués dans la formation de cet objet central. Cette étoile, bien différente de notre conception habituelle, pourrait atteindre jusqu’à 10 000 années-lumière de diamètre et rester presque entièrement invisible, à l’exception de la faible lueur du gaz qui l’entoure.
Implications pour notre compréhension galactique
Les chercheurs soulignent que cette étoile représente idéalement un noyau galactique, en contenant des densités de matière normale supérieures, mais sans excès, confirmant ainsi une prédiction clé du modèle de matière noire floue. L’étape suivante consistera à développer des modèles encore plus sophistiqués pour envisager à quoi pourraient ressembler ces étoiles, permettant ainsi aux astronomes de comparer les prédictions aux observations réelles.
