La méthode « Cinéma » révèle la forme du halo de matière noire de la Voie lactée

Une équipe internationale a mis au point une méthode « cinématographique » pour mesurer le taux de précession de la déformation du disque de la Voie lactée. En utilisant un échantillon d’étoiles variables Céphéides d’âges différents, cette méthode permet d’observer clairement la direction et le taux de précession de la déformation de la Voie lactée.

Sur la base de ces mesures, l’équipe de recherche a révélé que le halo actuel de matière noire de la Voie lactée est légèrement aplati. L’article qui en résulte, “Un halo de matière noire légèrement aplati révélé par une déformation de disque galactique précessante rétrograde”, est publié dans Astronomie de la nature.

Dans l’univers proche, près d’un tiers des galaxies à disque ne sont pas des disques parfaits mais présentent une forme déformée ressemblant à une chips de pomme de terre. Les astronomes appellent ce phénomène une déformation du disque. La Voie Lactée, en tant que galaxie à disque typique, présente également cette caractéristique de déformation.

Ce disque galactique incliné et rotatif, tout comme une toupie, subit inévitablement une précession en raison du couple exercé par le halo de matière noire environnant. Cependant, la mesure de cet important paramètre dynamique, tant en direction qu’en vitesse, a été très débattue.

Cela est dû au fait que les mesures précédentes reposaient sur des méthodes cinématiques indirectes, où les traceurs utilisés sont soumis à des perturbations dynamiques ou à des effets de chauffage, ce qui limite considérablement leur exactitude et leur précision.

Cette étude a utilisé 2 600 étoiles variables céphéides classiques découvertes par Gaia comme traceurs, ainsi que des données précises de distance et d’âge provenant de Gaia et de LAMOST. À l’aide de cet échantillon, les chercheurs ont appliqué la méthode du « cinéma » pour construire la structure tridimensionnelle du disque de la Voie lactée sur des populations d’âges différents.

En « observant » comment la déformation du disque évolue avec l’âge, cette étude a révélé que la déformation précéderait dans une direction rétrograde à une vitesse de 2 km/s/kpc (ou 0,12 degrés par million d’années).

Des mesures plus détaillées montrent que le taux de précession diminue avec la distance radiale, indiquant que le halo de matière noire actuel enveloppant la distorsion est légèrement aplati, avec une valeur d’aplatissement q comprise entre 0,84 et 0,96.

Cette mesure fournit un point d’ancrage crucial pour étudier l’évolution du halo de matière noire de la Voie lactée.