Publié le 2024-05-16 18:47:00. Une équipe internationale d’astronomes remet en question la nature de Sagittaire A*, l’objet massif au centre de notre galaxie, suggérant qu’il pourrait ne pas être un trou noir mais une concentration extrême de matière noire.
- Une nouvelle étude propose que Sagittaire A* pourrait être une concentration de matière noire plutôt qu’un trou noir supermassif.
- Ce modèle expliquerait mieux certaines observations au centre galactique et dans les régions périphériques de la Voie lactée.
- Les données récentes de la mission Gaia pourraient confirmer cette hypothèse en révélant un ralentissement inattendu de la rotation galactique.
Depuis des décennies, les scientifiques pensent que le cœur de notre galaxie abrite Sagittaire A*, un trou noir supermassif dont la masse équivaut à quatre millions de fois celle du Soleil. Des observations ont confirmé son existence, notamment la disparition de nuages de gaz et, plus récemment, l’obtention de sa première image en 2022. Mais une nouvelle étude, publiée dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, propose une alternative surprenante : et si Sagittaire A* n’était pas un trou noir, mais une forme extrêmement dense de matière noire ?
Dirigée par des chercheurs de l’Institut d’Astrophysique de La Plata (Argentine) et de la division italienne du Centre International du Réseau d’Astrophysique Relativiste (ICRANet), cette recherche suggère que l’hypothèse d’une concentration de matière noire pourrait mieux expliquer les phénomènes observés tant au centre frénétique de la galaxie qu’à ses bords calmes. Jusqu’à présent, le modèle standard envisageait deux composantes gravitationnelles principales : un trou noir central et un halo gigantesque de matière noire froide enveloppant l’ensemble de la galaxie.
L’étude propose une vision plus unifiée : une « substance continue » de matière noire, composée de particules subatomiques légères surnommées « darkinos », formerait une structure unique. Au centre, ces particules seraient comprimées en un noyau ultradense, exerçant une gravité comparable à celle d’un trou noir. Vers l’extérieur, la densité diminuerait progressivement, créant le halo de matière noire déjà connu.
« Nous ne nous contentons pas de remplacer le trou noir par un autre objet sombre, nous proposons que l’objet supermassif central et le halo de matière noire de la galaxie soient deux manifestations de la même substance continue. »
Carlos Argüelles, chercheur
Cette théorie pourrait également résoudre certaines énigmes, comme le comportement des étoiles « S », qui orbitent autour de Sagittaire A* à des vitesses incroyables (jusqu’à plusieurs milliers de kilomètres par seconde). Le modèle traditionnel de matière noire froide peine à expliquer ces mouvements. De plus, elle pourrait expliquer l’existence des énigmatiques « sources G », des objets enveloppés de poussière qui défient les explications conventionnelles et semblent survivre aux forces gravitationnelles extrêmes qui détruiraient un nuage de gaz ordinaire à proximité d’un trou noir.
Un élément clé de cette nouvelle hypothèse réside dans les données les plus récentes de la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne (ESA). Gaia, dédiée à la cartographie précise de la galaxie, a révélé un ralentissement de la rotation des étoiles dans les régions périphériques, un phénomène que le modèle standard de matière noire froide ne parvient pas à expliquer. Ce « déclin képlérien », comme le nomment les physiciens, s’accorde parfaitement avec le modèle de matière noire fermionique.
L’étude souligne également que le noyau dense de matière noire pourrait imiter l’ombre observée par l’Event Horizon Telescope (EHT) en 2022. Bien qu’il ne possède pas d’horizon des événements comme un trou noir, sa gravité extrême courberait la lumière de manière similaire, créant une zone sombre centrale entourée d’un anneau lumineux.
« Notre modèle explique non seulement les orbites des étoiles et la rotation de la galaxie, mais est également cohérent avec la célèbre image de « l’ombre du trou noir ». Le noyau dense de matière noire peut imiter l’ombre car il courbe très fortement la lumière. »
Valentina Crespi, chercheuse
Pour confirmer ou infirmer cette hypothèse, les futurs télescopes devront rechercher un « anneau de photons », une signature lumineuse spécifique qui serait présente autour d’un trou noir mais absente autour d’un noyau de matière noire. Des instruments comme l’interféromètre GRAVITY du Very Large Telescope (VLT) au Chili, ou les améliorations futures de l’EHT, pourraient fournir la réponse. Si cette théorie se confirme, elle représenterait un bouleversement majeur dans notre compréhension de l’astrophysique moderne, suggérant que Sagittaire A* n’est pas un destructeur de mondes, mais la plus grande concentration connue de matière noire dans l’univers.