Une galaxie « impossible » vient d’être observée… et elle brise tous les modèles

C’est une
énigme cosmique qui donne des sueurs froides aux astrophysiciens :
une galaxie naine ultradiffuse, récemment observée, semble presque
totalement dépourvue de matière noire — cette substance invisible
censée dominer l’univers. Baptisée FCC 224, cette galaxie remet en
cause les fondements mêmes de notre compréhension de la formation
galactique.

Une gravité trop faible pour
être honnête

Découverte aux confins
de l’amas du Fourneau, à environ 65 millions d’années-lumière de la
Terre, FCC 224 intrigue dès le premier regard. Elle est aussi vaste
que la Voie lactée… mais désespérément
vide. Sa faible densité stellaire en fait une galaxie dite
ultradiffuse, une catégorie encore mal connue qui fascine les
astronomes depuis une dizaine d’années. Mais dans le cas de FCC
224, l’étrangeté atteint un tout autre niveau.

En analysant les
mouvements internes d’une douzaine d’amas d’étoiles brillants
nichés dans la galaxie, une équipe de chercheurs dirigée par Maria
Buzzo, de l’Université de technologie de Swinburne, a obtenu un
résultat inattendu : les vitesses des amas sont trop faibles. Trop
faibles pour trahir la présence de la matière noire, cette forme
invisible de matière qui représente normalement l’essentiel de la
masse d’une galaxie. Sans elle, les étoiles ne devraient même pas
être liées gravitationnellement : la galaxie, telle qu’on la voit
aujourd’hui, ne devrait tout simplement pas tenir ensemble.

Or, non seulement FCC
224 existe, mais elle présente une structure étonnamment stable,
malgré l’absence apparente de cette « colle cosmique ». « Aucun
scénario connu ne permet aujourd’hui d’expliquer complètement
l’existence de cette galaxie », résume Buzzo. C’est comme si on avait trouvé une
voiture qui roule sans moteur ni carburant. Le mystère est
total.

Une galaxie née d’un chaos
cosmique ?

Face à ce paradoxe,
les scientifiques ont proposé plusieurs hypothèses, chacune aussi
fascinante que complexe. La première, avancée par Yimeng Tang
(Université de Californie à Santa Cruz) et son équipe, évoque une
collision titanesque entre deux galaxies riches en gaz. Lors d’un
tel choc à grande vitesse, la matière noire – qui n’interagit pas
comme le gaz – pourrait avoir été laissée en arrière, tandis que le
gaz éjecté aurait donné naissance à une ou plusieurs galaxies
secondaires… comme FCC 224.

Ce scénario, aussi
chaotique qu’élégant, n’est pas sans précédent. Deux autres
galaxies, DF2 et DF4, observées dans le groupe NGC 1052, semblent
avoir une origine similaire. Ensemble, elles forment ce que
certains chercheurs appellent des galaxies « fantômes », issues
d’une même collision. FCC 224 pourrait donc faire partie d’un club
plus vaste qu’on ne le pensait jusqu’ici.

Mieux encore, elle
n’est peut-être pas seule. Une galaxie voisine, FCC 240, attire
l’attention : elle partage la même orientation, la même forme, et
pourrait être la « jumelle cosmique » de FCC 224, formée lors du
même événement. Si cette hypothèse se confirme, cela renforcerait
considérablement le scénario de collision.

Mais d’autres
scientifiques envisagent une voie différente. Et si cette galaxie
avait violemment rejeté sa propre matière noire ? Certains modèles
suggèrent qu’une formation d’étoiles explosive dans sa jeunesse
aurait pu générer suffisamment d’énergie pour perturber son
équilibre gravitationnel et expulser sa matière noire dans le vide
cosmique. Ce serait un phénomène extrême, mais pas totalement
invraisemblable dans des environnements très denses ou
instables.

Pour l’instant,
aucune de ces théories ne s’impose comme réponse définitive. FCC
224 reste un objet d’étude aussi fascinant que frustrant, une
anomalie qui force les chercheurs à repenser certains fondements de
la cosmologie moderne. Et qui sait ? Peut-être n’est-ce que la
première d’une longue série de galaxies à venir bouleverser nos
certitudes.