Une théorie audacieuse remet en question le règne du trou noir sur le noyau de la Voie lactée

Les astronomes n’ont pas encore pleinement saisi le Centre Galactique– le cœur de la Voie Lactée – bien qu'ils soient assez certains que Sagittaire A*, un trou noir supermassif, existe et dicte les objets cosmiques à proximité. Mais une nouvelle étude suggère que le trou noir pourrait ne pas avoir autant d’influence qu’on le croit. Au lieu de cela, la force dominante en charge pourrait être un énorme amas de matière invisible.

Le document, publié aujourd'hui dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Societyne désavoue pas le Sagittaire A* – les scientifiques ont, après tout, trouvé de nombreuses preuves de sa réalité. Les chercheurs contestent plutôt la théorie selon laquelle le trou noir supermassif contrôle efficacement les orbites observées des étoiles S, un groupe d’étoiles à rotation rapide situées au Centre Galactique. Au lieu de cela, ils démontrent qu’un noyau dense et compact de matière noire – la matière invisible qui représenterait environ 85 % de la masse de l’univers – pourrait facilement imiter l’attraction gravitationnelle d’un trou noir, en plus de mieux représenter certaines observations inexpliquées du Centre Galactique.

« C'est la première fois qu'un modèle de matière noire parvient à relier ces échelles très différentes et ces diverses orbites d'objets », a déclaré Carlos Argüelles, co-auteur de l'étude et astrophysicien à l'Institut d'astrophysique de La Plata en Argentine, dans un communiqué. déclaration.

Faire face à l’invisible

Les trous noirs et la matière noire présentent certains parallèles. Ni l’un ni l’autre n’émettent de lumière, nous sommes donc incapables de les « voir ». Au lieu de cela, nous sommes informés de leur existence par la façon dont ils affectent les éléments qui les entourent et que nous pouvons voir.

Bien sûr, même si les scientifiques ont découvert des preuves solides pour les trous noirs, on ne peut pas en dire autant de la matière noire. Pourtant, les scientifiques ont de nombreuses raisons de croire que la matière noire existe et soutient les différentes forces qui maintiennent notre univers en un seul morceau. En tant que masse « manquante » de l’univers, elle devrait exercer une influence significative sur tous les recoins du cosmos – une idée qui a servi de point de départ à la nouvelle étude.

Un noyau de matière noire

Pour l’étude, l’équipe a effectué des simulations comparant la faisabilité de leur modèle de matière noire à celle du modèle traditionnel de trou noir. En théorie, le noyau produirait un « noyau ultra-dense et compact entouré d’un vaste halo diffus » de lumière – des particules subatomiques agissant comme une seule entité, ont expliqué les chercheurs.

Les simulations ont donné aux chercheurs plusieurs prédictions de paramètres orbitaux pour les résidents du Centre Galactique, notamment les étoiles S et une population de nuages ​​​​gazeux appelés sources G. À leur grande surprise, les prédictions des deux modèles différaient de moins de 1 %, confirmant que, statistiquement parlant, un noyau de matière noire avait autant de sens qu'un trou noir supermassif.

Cette similitude est cohérente avec images de « l’ombre » d’un trou noirpuisque le noyau dense de matière noire courberait fortement la lumière, tout comme un trou noir, créant une apparition similaire.

De plus, ce modèle particulier s'est avéré bien adapté aux observations récentes du halo externe de la Voie lactée, qui montrent comment les étoiles et les gaz gravitent loin du centre galactique. La physique d'un noyau de matière noire fermionique soutient observations récentes de la mission GAIA DR3 de l'Agence spatiale européenne, qui a observé un ralentissement de la courbe de rotation de la Voie lactée, ont indiqué les chercheurs.

D'accord, et alors ?

Cela dit, l'équipe a encore beaucoup à prouver si elle espère usurper le Sagittaire A* en tant que grand patron du Centre Galactique. Comme ils l’admettent dans le nouvel article, le modèle de la matière noire n’était pas définitivement meilleur que le modèle dominant du trou noir, même s’il s’en rapprochait assez. Bien sûr, il y a aussi le problème majeur que nous n’avons pas encore réellement trouvé de matière noire – et, d’ailleurs, la question de savoir si elle nécessiterait le type spécifique utilisé dans le modèle.

Les chercheurs prévoient que les nouvelles données provenant d’instruments de nouvelle génération contribueront à approfondir le modèle. Et s’ils finissent par trouver quelque chose d’énorme, l’astrophysique pourrait être un véritable régal.