La matière noire a peut-être percé un trou dans la voie lactée

Une boule de destruction de matière noire 5 millions de fois la masse du Soleil pourrait être la meilleure explication d'un flux d'étoiles perturbé.

Par Jake Parks  | Publication: mercredi 12 juin 2019

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Le rendu d'un artiste montre le halo de matière noire (bleu) qui, selon les astronomes, entoure la Voie lactée.

ESO / L. Calçada

Un amas massif de matière noire peut avoir traversé une ligne d'étoiles conga qui circulent autour de la Voie lactée, selon de nouvelles recherches présentées mardi lors de la 234e réunion de l'American Astronomical Society.

La recherche, dirigée par Ana Bonaca du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, révèle une curieuse anomalie dans un flux d'étoiles par ailleurs uniforme en orbite dans le halo extérieur de la Voie lactée. Plus précisément, les chercheurs ont trouvé une étrange anomalie dans le flux qui, selon eux, a été causée par une «rencontre rapprochée avec un perturber massif et dense», selon le résumé de la présentation .

Parce qu'il n'y a pas de coupables évidents en matière normale qui correspondent au projet de loi, les chercheurs pensent que l'objet intermédiaire pourrait être une goutte de 5 millions de masse solaire de matière noire qui a déchiré le cours d'eau à plus de 500 000 miles (800 000 kilomètres) par heure environ il y a un demi-milliard d'années.

Bien que cette théorie soit loin d'être confirmée, l'observation unique ouvre la porte à la possibilité d'utiliser des courants stellaires comme celui-ci pour restreindre les propriétés de la matière noire dans la Voie lactée. Par exemple, si c'était vraiment de la matière noire qui traversait ce ruisseau stellaire, Bonaca dit que cela suggérerait que la matière noire est «froide», ce qui signifie qu'elle est lourde, se déplaçant relativement lentement (non relativiste) et s'agglomère efficacement.

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Une balle cosmique

Pour mener à bien l'étude, Bonaca et son équipe ont utilisé les données de l'observatoire spatial Gaia de l'ESA, qui a observé plus d'un milliard d'objets avec une précision inégalée. À l'aide de ces données, ils ont cartographié les positions et les mouvements des étoiles dans le flux stellaire GD-1, qui, selon les astronomes, sont les restes d'une collection de 70 000 masses solaires de vieilles étoiles (appelées amas globulaires) qui ont été déchiquetées par les interactions gravitationnelles passées avec la Voie lactée.

Après avoir remarqué que GD-1 a une cicatrice d'impact - une ligne d'étoiles éjectées - qui indique une interaction passée, les chercheurs ont effectué des simulations pour essayer de reproduire ce qu'ils ont vu. Après avoir testé une variété de modèles, ils ont découvert que la gravité d'un objet des millions de fois plus massive que le Soleil ferait l'affaire.

L'équipe est naturellement partie à la recherche de l'objet responsable. "Tout objet massif et dense en orbite dans le halo pourrait être le perturbe", a déclaré Bonaca à Astronomy, "donc un trou noir supermassif errant est certainement une possibilité." Mais jusqu'à présent, l'équipe n'a pas réussi à trouver des objets, des trous noirs ou autres , avec la bonne trajectoire et la bonne masse.

Selon une préimpression de leur article , «Les intégrations d'orbite dans le temps montrent que la rencontre du ruisseau ne pourrait pas avoir été causée par un amas globulaire connu ou une galaxie naine.» Cela a conduit l'équipe à conclure que «l'explication la plus plausible» est que GD- J'ai eu une rencontre passée avec un amas de matière noire, comme ceux qui devraient résider dans les halos des galaxies.

Toujours en chasse

Bonaca admet que les recherches actuelles ne sont pas concluantes. "Cependant, si nous pouvons localiser le perturber maintenant, cela ouvrirait de nouvelles directions de recherche, y compris la recherche de preuves d'observation supplémentaires [indiquant qu'il s'agit de matière noire]." Ces preuves pourraient prendre la forme d'autres étoiles ou de nuages ​​de gaz bousculés. par la gravité de la matière noire, ou même des rayons gamma associés à des annihilations de matière noire, qui se produisent lorsque deux particules de matière noire s'entrechoquent et se détruisent, libérant un éclair d'énergie.

Bonaca dit que son équipe a récemment obtenu des mesures du mouvement des étoiles dans la partie perturbée du ruisseau. En cartographiant où se trouvent maintenant les étoiles et comment elles se déplacent, l'équipe devrait être en mesure de mieux calculer où le perturber pourrait se trouver maintenant pour la localiser. Cela leur dirait qu'ils étaient dans le ciel pour rechercher cette preuve supplémentaire que le boulet de canon cosmique est en effet de la matière noire.

 

Mais comme il n'y a actuellement qu'un seul flux d'étoiles perturbé à étudier, Bonaca et son équipe recherchent également plus de données Gaia pour rechercher d'autres exemples comme GD-1. En fait, ils ont récemment trouvé un autre ruisseau appelé Jhelum , qui a également une structure étrange. Cependant, Bonaca dit qu'ils ne disposent pas actuellement d'une bonne explication de ce qui aurait pu arriver à ce flux.

Cette recherche a été acceptée le 6 juin pour publication dans le Astrophysical Journal . Une version mise à jour de la recherche devrait être publiée prochainement sur le site de préimpression arXiv.org .

Source: http://www.astronomy.com
Lien: http://www.astronomy.com/news/2019/06/dark-matter-may-have-punched-a-hole-in-the-milky-way?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR0eNqfDZkdrv4PKDVZI8crxWEMZ4vIXyU85AzfLkCyQ_pUwpoE8y-LoC-s