Notre observation de l’univers est encore très restreinte, mais déjà, nombre de corps célestes intriguent les spécialistes. À plus de dix-sept milliards d’années-lumière de notre planète Terre se trouve JWST-ER1, une galaxie très dense découverte par le télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA. Et cette découverte pourrait nous en apprendre beaucoup sur la très mystérieuse matière noire.
La galaxie JWST-ER1 intrigue les chercheurs
Comment cela est-il possible ? Lorsque la lumière provenant d’une source très lointaine passe près d’une masse très dense, comme une galaxie ou un amas de galaxies, la gravité de cette dernière fait office de lentille et déforme la trajectoire de la lumière. C’est un phénomène qui a été prédit par la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein et que l’on connait aujourd’hui sous le nom de lentille gravitationnelle. Avec JWST-ER1, cette lentille gravitationnelle a créé un effet très particulier répondant au nom d’anneau d’Einstein. Celui-ci se forme lorsque la source lumineuse, la lentille et l’observateur sont alignés d’une certaine manière. Les rayons lumineux sont alors déviés autour de la masse intermédiaire et se rejoignent de l’autre côté, formant un anneau.
En estimant la taille de cette déformation de l’espace-temps, les chercheurs estiment que la galaxie JWST-ER1 a une masse d’environ 650 milliards de fois celle du Soleil, ce qui en fait l’une des plus denses pour sa taille. En enlevant la masse provenant des étoiles visibles de leur estimation, il est possible d’évaluer la contribution de la matière noire dans la composition de cette galaxie. Et il s’avère que la matière noire pourrait combler la moitié de l’écart de masse observé, ce qui laisse à penser qu’une autre source de masse existerait pour expliquer les résultats de la lentille observée.
Sa densité étonnante pourrait nous permettre de mieux comprendre la matière noire
Comme souvent avec ce genre d’observations, vient alors le jeu des théories. Les chercheurs n’en manquent pas. Une possibilité serait qu’il y ait une population d’étoiles plus dense qu’on ne le pensait dans cette galaxie. Autre possibilité : la matière ordinaire (gaz et étoiles) se contracte et se condense dans le halo de matière noire de la galaxie. C’est cette contraction qui augmenterait la densité de matière dans la galaxie, et ce, dans différentes régions. Une autre hypothèse va jusqu’à avancer que la matière noire interagirait avec elle-même, créant des cycles affectant sa densité et sa distribution dans la galaxie. Cette théorie pourrait expliquer l’écart de masse observé et d’autres aspects étonnant de JWST-ER1.
Il faudra de nombreuses observations supplémentaires, des simulations et autres modèles avancés pour espérer répondre à la question de l’origine de cette masse supplémentaire et, qui sait, appréhender totalement la dynamique complexe de JWST-ER1. Et peut-être cela renforcer nos connaissances autour de la matière noire et de la formation des galaxies. À suivre !
