Preuve de galaxie nain sans matière noire remet en question les modèles de formation de galaxies conventionnels
FCC 224 g475 Image comme exemple de notre modélisation GalFit. De gauche à droite, les trois panneaux montrent l’image d’origine, l’image masquée, le modèle et les résidus. Les images montrées ici ont des tailles de 3 fois le Re de FCC 224, tandis que les images d’entrée réelles à Galfit incluent toute la puce UVIS (∼155 ”× 75 ”). Crédit: Le journal astrophysique (2025). Doi: 10.3847 / 1538-4357 / ADAE11
Les astronomes utilisant l’Observatoire WM Keck sur Maunakea, l’île d’Hawaiʻi, ont trouvé des preuves convaincantes d’une galaxie naine déficiente de la matière noire, FCC 224. Cette galaxie ultra-diffuse est située à la périphérie du cluster Fornax, environ 60 à 65 millions d’années-lumière des années-lumière de la Terre.
La découverte remet en question le paradigme cosmologique traditionnel, qui suppose que la matière noire est une composante fondamentale de la formation de la galaxie. Auparavant, les galaxies déficientes en matière noire sans aucune formation d’étoiles en cours n’avaient été revendiquées qu’en un autre endroit, le groupe NGC 1052, et les nouvelles observations suggèrent que de tels objets peuvent être plus répandus qu’on ne le pensait auparavant.
La galaxie inhabituelle a été profilée dans deux études complémentaires. La première étude, dirigée par le candidat au doctorat Yimeng Tang de l’Université de Californie à Santa Cruz et publié dans le Journal astrophysiqueAnalyse le système de cluster Globular Star Unique Globular Star de FCC 224.
Le second, dirigé par la candidate au doctorat Maria Luísa Buzzo de l’Université Swinburne et de l’Observatoire du Sud européen, et publié dans Astronomie et astrophysiqueexplore le contenu de la matière noire de la galaxie et des scénarios possibles pour sa formation.
“Les grappes globulaires sont souvent utilisées comme indicateur indirect pour estimer la quantité de matière noire qu’une galaxie contient”, a déclaré Buzzo. “Pour une raison quelconque, cette galaxie (FCC 224) a un nombre inhabituel de grappes lumineuses et pas de matière noire, du moins dans ses régions intérieures. Aucun modèle de formation de galaxie existant dans notre paradigme cosmologique standard ne peut actuellement expliquer comment cette galaxie est née.”
Les recherches de Buzzo ont étudié la teneur en matière noire de la FCC 224 en utilisant la spectroscopie haute résolution de Keck Cosmic Imageur (KCWI) de Keck Observatory. Elle a exploré ses similitudes avec les galaxies naines sans matière noire précédemment revendiquées DF2 et DF4, situées dans le groupe Galaxy NGC 1052, pour déterminer si la FCC 224 appartient ou non à la même classe de galaxies.
La recherche de Buzzo s’appuie sur les premiers résultats de Tang, qui, en utilisant l’imagerie du télescope spatial Hubble de la NASA (HST), a constaté que la FCC 224 a des grappes d’étoiles similaires à d’autres galaxies déficientes en matière noire. Leurs recherches suggèrent que ces types de grappes d’étoiles peuvent être liées à un manque de matière noire, ce qui remet en question les modèles conventionnels de formation de galaxies. Les données de l’Observatoire de Keck / KCWI ont été obtenues par le biais d’une proposition de l’Université Swinburne en vertu de l’investigateur principal (PI) Duncan Forbes, tandis que les données de la HST ont été acquises par le biais d’un programme dirigé par Pi Aaron Romanowsky.
“Le nouveau bras rouge haute résolution de KCWI nous a permis de mesurer très précisément les mouvements de la galaxie, qui peuvent être utilisés pour tracer son contenu de matière noire”, a expliqué Buzzo. “La résolution spectrale élevée de KCWI nous a permis de mesurer avec précision les mouvements (dispersion de vitesse) dans les étoiles et les grappes globulaires de la FCC 224”, a déclaré Tang. “Ces mesures ont confirmé que la galaxie présente une dispersion de vitesse extrêmement faible – une caractéristique d’une carence en matière noire.”
Les deux équipes mettent en évidence la nécessité de nouvelles observations pour comprendre les mécanismes de la formation de FCC 224. Une hypothèse principale est qu’une interaction externe, comme une collision à grande vitesse, peut avoir séparé la matière sombre et visible de la galaxie, un scénario de formation connu sous le nom de «modèle Bullet-Darf». Cependant, des données supplémentaires sont nécessaires pour tester cette théorie.
“La FCC 224 sert de point de données crucial dans nos efforts pour identifier et étudier d’autres galaxies déficientes en matière noire”, a ajouté Buzzo. “En élargissant la taille de l’échantillon, nous pouvons affiner notre compréhension de ces rares galaxies et du rôle de la matière noire dans la formation de galaxies nains.”
La découverte de la FCC 224 en dehors du groupe NGC 1052 suggère que les galaxies déficientes en matière noire peuvent être plus courantes qu’on ne le croyait auparavant, ce qui soulevait des questions fondamentales sur la nécessité de la matière noire dans la formation des galaxies. À mesure que les capacités d’observation s’améliorent, les astronomes visent à mener des enquêtes plus importantes pour identifier des galaxies similaires et étudier leurs origines.
Plus d’informations:
Yimeng Tang et al, une origine inexpliquée pour le système de cluster globulaire inhabituel dans l’Ultradiffuse Galaxy FCC 224, Le journal astrophysique (2025). Doi: 10.3847 / 1538-4357 / ADAE11
Maria Luisa Buzzo et al, une nouvelle classe de galaxies naines sans matière noire ?, Astronomie et astrophysique (2025). Doi: 10.1051 / 0004-6361 / 202453522
Fourni par l’Observatoire WM Keck
Citation: Preuve de galaxie nain sans matière noire remet en question les modèles de formation de galaxies conventionnels (2025, 15 avril) récupéré le 15 avril 2025 de
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