Des recherches récentes remettent en question l’hypothèse de longue date selon laquelle l’objet supermassif au cœur de la Voie lactée, Sagittarius A (Sgr A ), est un trou noir. Au lieu de cela, les scientifiques suggèrent qu’il pourrait s’agir d’un amas extraordinairement dense de matière noire – un concept ayant des implications considérables pour notre compréhension des galaxies et de la nature de la matière noire elle-même.
Les arguments en faveur de la matière noire plutôt que des trous noirs
Depuis des années, les astronomes observent des étoiles en orbite autour de Sgr A* à des vitesses incroyables – jusqu’à 10 % de la vitesse de la lumière – confirmant la présence d’une puissante force gravitationnelle. Les orbites des « sources G » enveloppées de poussière près du Centre Galactique s’alignent également sur cette intense gravité. Traditionnellement, cela a été attribué à un trou noir dont la masse est 4,6 millions de fois supérieure à celle de notre Soleil. Cependant, un nouveau modèle suggère qu’un amas tout aussi massif de matière noire pourrait produire exactement les mêmes effets.
Il ne s’agit pas seulement d’échanger un objet invisible contre un autre. La clé réside dans le type de matière noire. Le modèle de l’équipe nécessite que la matière noire « fermionique », composée de particules ultra-légères, forme un noyau compact imitant un trou noir tout en créant simultanément un vaste halo diffus s’étendant au-delà de la galaxie visible. Les autres compositions de matière noire ne peuvent pas reproduire cette structure.
Le rôle de Gaia dans la remise en question des modèles existants
Les preuves étayant cette théorie proviennent en partie des données recueillies par la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne. Gaia a cartographié avec précision la rotation des étoiles dans le halo externe de la Voie lactée, révélant un ralentissement de la courbe de rotation galactique – un phénomène connu sous le nom de déclin képlérien.
Le modèle cosmologique standard, qui suppose une matière noire « froide » (qui se déplace lentement), peine à expliquer ce déclin. La matière noire fermionique prédit cependant un halo plus serré et plus compact qui pourrait expliquer le ralentissement observé. C’est crucial car cela comble le fossé entre les observations au centre galactique et celles dans le halo extérieur.
L’ombre du doute : expliquer l’image du télescope Event Horizon
L’image de Sgr A* capturée par le Event Horizon Telescope (EHT) constitue un défi majeur pour l’hypothèse de la matière noire. L’anneau lumineux autour d’une région centrale sombre semble cohérent avec l’ombre projetée par un trou noir. Cependant, les chercheurs ont démontré qu’un noyau dense de matière noire fermionique peut également courber la lumière suffisamment fortement pour créer une ombre similaire, bien qu’il soit invisible à l’observation directe.
“Notre modèle explique non seulement les orbites des étoiles et la rotation de la galaxie, mais est également cohérent avec la célèbre image de l’ombre du trou noir”, explique Valentina Crespi, chef d’équipe à l’Institut d’astrophysique de La Plata.
Prochaines étapes : tester la théorie
Bien que le modèle de matière noire ait réussi à reproduire les comportements observés, notamment les orbites stellaires, la structure galactique et l’ombre du trou noir, il n’en est qu’à ses débuts. L’équipe propose de futures observations à l’aide du Very Large Telescope (VLT) pour rechercher des « anneaux de photons » autour de Sgr A*. Leur présence confirmerait un trou noir ; leur absence pourrait renforcer les arguments en faveur d’un noyau de matière noire.
Le débat est loin d’être réglé. Le mystère central de la Voie lactée demeure : un amas de matière noire ou un trou noir supermassif ? Seules des observations plus approfondies révéleront la vérité.
