Au cœur de la noirceur : Segue 1 et sa maison de retraite
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Au fil des notes, nous avons suivi l’existence de galaxies naines orbitant autour de notre galaxie. Peu visibles, elles sont les briques fondamentales de l’association des étoiles dans l’Univers et forment en se regroupant, au fil du temps, les grandes galaxies comme la nôtre.
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Grâce à un article publié dans The Astrophysical Journal, avec comme signataire principal Marla Geha, Yale University, cette nouvelle note nous permet de découvrir un nouveau concept : les galaxies naines noires ou sombres !
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L’affaire Segue 1 a débuté quand Geha, Joshua Simon (Carnegie Institution Washington) et leurs collègues ont étudié un groupe d’étoiles situé à la périphérie de notre Voie Lactée. En utilisant les données du Sloan Digital Survey et des observations à partir du télescope Kexk II à Hawaï, les chercheurs ont démontré que ce groupe d’étoiles était hétérogène, qu’il n’était pas un amas d’étoiles échappé de la galaxie naine du Sagittaire voisine.
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Les observations de Geha n’avaient guère convaincu les membres d’une équipe de l’université de Cambridge qui avaient repris les travaux.
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Alors, tant qu’à faire, Geha est retourné à l’observatoire du Keck et a utilisé son instrument DEIMOS (Deep Extragalactic Imaging Multi-Object Spectrograph) pour mesurer la vitesse des étoiles de Segue 1 par rapport à la Voie Lactée et aussi en relation les unes avec les autres.
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Mais pourquoi les scientifiques attachent-ils tant d’intérêt à un petit groupe de 1000 étoiles situé au bord de notre galaxie ?
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Au cœur de la noirceur, Segue 1 ; crédit images : Marla Geha, Keck Observatory
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Image du haut : sur cette portion du ciel, les astronomes ont repéré la galaxie naine Segue 1, la reconnaissez-vous ?
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Image du milieu : voici cerclées en vert les étoiles de Segue 1 étudiées par le Keck et son instrument DEIMOS
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Image du bas : par le traitement d’images, toutes les étoiles extérieures à Segue 1 ont été enlevées. La galaxie naine nous apparaît alors dans toute sa splendeur…
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Dès la première étude de Geha, les astronomes avaient conclu que la masse totale de Segue 1 était 3 400 fois plus grande que ne le laissait supposer celle additionnée de ses étoiles visibles. Autrement dit la galaxie naine Segue 1 est surtout constituée par la mystérieuse matière noire toujours recherchée, décorée d’un semis d’étoiles.
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“Si les mille étoiles de Segue 1 n’étaient accompagnées qu’un peu de matière noire, elles devraient se déplacer toutes à peu près à la même vitesse” commente Simon. Mais les données apportées par le Keck montrent qu’au lieu de se déplacer à un rythme régulier de 209 kilomètres par seconde par rapport à la Voie Lactée, certaines se déplacent plus lentement à 194 km/s tandis que d’autres se déplacent plus vite à 224 km/s.
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“Segue 1 doit posséder une masse considérable pour modifier la vitesse de ces étoiles”, explique Geha. La masse nécessaire a été calculée à 600 000 masses solaires or le millier d’étoiles de Segue 1 ont chacune une masse à peu près équivalente à celle de notre Soleil. La plus grande partie de la masse manquante est donc constituée de matière noire, conclut Geha.
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Les études du Keck ont aussi mis en lumière, une autre face tout à fait passionnante de Segue 1 : ses étoiles sont très primordiales.
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Les étoiles primitives appartiennent à une époque où l’Univers était encore très jeune et où les étoiles massives trop peu nombreuses pour fusionner les atomes légers comme l’hydrogène et l’hélium, premiers éléments de l’Univers, en atomes plus lourds comme le fer et l’oxygène en grandes quantités avant de les restituer dans l’espace (Plus une étoile est massive, plus son espérance de vie est courte).
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Le spectre de 6 des étoiles de Segue 1 a été étudié par le Keck et une septième étoile par le Very Large Telescope. Trois d’entre elles se sont révélées posséder moins de 2500 fois de fer que dans notre Soleil ! La nouvelle étude recense autant d’étoiles primitives découvertes parmi les 200 milliards d’étoiles de notre Voie Lactée en une seule fois que depuis les trente dernières années et 10 % de leur nombre total ! Et Geha de continuer sa pensée ” pour étudier les étoiles les plus primitives, les galaxies naines vont devenir très importantes”.
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On peut imaginer l’enthousiasme des chercheurs dont la compréhension de la matière noire reste une des grandes énigmes de l’astrophysique. Par ailleurs le télescope spatial Fermi de la NASA, spécialisé dans les rayonnements de hautes énergies gamma, scrute entre autres Segue 1 dans l’espoir d’y détecter un rayonnement gamma correspondant à la collision et à la destruction d’une paire de particules de matière noire. Pour l’instant en vain. “Il est possible que Fermi, ne soit pas assez ou tout juste assez puissant pour détecter un tel événement, commente Simon. Une telle détection serait spectaculaire et viendrait confirmer certaines théories actuelles sur la nature de la matière noire”.
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En attendant les astronomes soupçonnent qu’il existe d’autres, peut-être encore plus sombres, galaxies naines autour de notre Voie Lactée, attendant d’être découvertes. “Nous aimerions trouver d’autres objets comme Segue 1″, conclut Simon.
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Source : site Keck Observatory
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