Les astronomes ont découvert un objet céleste sans précédent – surnommé « Cloud-9 » – un nuage massif, sombre et riche en gaz qui n’est jamais vraiment devenu une galaxie. Cette découverte, publiée dans The Astrophysical Journal Letters et présentée lors de la réunion de l’American Astronomical Society, fournit des preuves solides à l’appui du principal modèle cosmologique de l’univers.
Une relique primordiale
Situé à 14 millions d’années-lumière, près de la galaxie spirale Messier 94, Cloud-9 est un exemple rare de halo de matière noire dépourvu de la masse critique requise pour s’effondrer en une galaxie à part entière. Contrairement à la plupart des halos de matière noire, qui restent invisibles, Cloud-9 retient suffisamment de gaz pour être détecté via des observations radio, confirmant une prédiction clé du modèle de matière noire froide Lambda (LCDM).
« Ces « halos sombres » devraient être nombreux, mais la plupart d’entre eux ne retiennent pas d’hydrogène gazeux et restent donc invisibles », explique Deep Anand, l’auteur principal de l’étude.
Cette découverte suggère que l’univers pourrait être rempli de halos de matière noire de faible masse similaires, dépourvus d’étoiles, comme le prédisent les modèles théoriques.
Du signal radio à l’anomalie confirmée
Cloud-9 a été détecté pour la première fois il y a trois ans à l’aide du télescope sphérique à cinq cents mètres d’ouverture (FAST) en Chine. Les premières observations ont eu du mal à déterminer sa nature ; cela aurait pu être une galaxie naine pâle. Cependant, des observations de suivi avec la caméra avancée pour les enquêtes du télescope spatial Hubble ont révélé quelque chose de bien plus étrange : un nuage H I à réionisation limitée (RELHIC), un type d’objet auparavant théorique.
La présence d’hydrogène neutre a confirmé que Cloud-9 n’était pas une galaxie typique, mais une « fenêtre unique sur l’univers sombre ».
L’équilibre délicat entre la masse et la gravité
L’analyse montre que Cloud-9 contient environ un million de masses solaires de gaz, ce qui est insuffisant pour se maintenir sans un support gravitationnel supplémentaire. Les calculs révèlent une composante de matière noire pesant environ cinq milliards de masses solaires, ce qui la place juste en dessous du seuil de masse critique pour la formation des galaxies.
Cela signifie que la matière noire de Cloud-9 est suffisamment massive pour garder le nuage intact, mais pas assez lourde pour déclencher son effondrement dans une galaxie. Le nuage est également en équilibre thermique avec le fond ultraviolet cosmique (UV), empêchant la formation d’étoiles.
Implications pour la cosmologie
Cloud-9 fournit la preuve physique que les modèles de matière noire et les théories existantes sur la formation des galaxies sont sur la bonne voie. Malgré son état précaire, le nuage pourrait encore accumuler suffisamment de masse pour devenir une galaxie, bien qu’un tel scénario soit spéculatif.
La découverte de Cloud-9 est extrêmement rare, car ces objets sont facilement éclipsés par des sources célestes plus brillantes et ont tendance à être érodés par les forces intergalactiques. Pour survivre dans son état actuel, Cloud-9 doit s’être formé lentement et rester relativement isolé.
L’existence de cette « galaxie en faillite » souligne l’interaction complexe entre la matière noire, la dynamique des gaz et le rayonnement cosmique au cours des premières évolutions de l’univers. Les futures études se concentreront sur la recherche d’objets similaires, bien que les conditions requises pour leur survie soient exceptionnellement spécifiques.
