Une équipe internationale d'astronomes a découvert une configuration cosmique exceptionnelle, une "Croix d'Einstein" présentant cinq images distinctes d'une galaxie lointaine au lieu des quatre habituelles. Cette observation, centrée sur la galaxie HerS-3, offre une nouvelle perspective sur la nature de la matière noire.
Le phénomène, d'abord détecté par l'astronome français Pierre Cox à l'aide du Northern Extended Millimeter Array (NOEMA) dans les Alpes françaises, a été confirmé par des observations ultérieures avec l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) au Chili. L'équipe, dirigée par Cox et comprenant l'astrophysicien Charles Keeton de l'Université Rutgers et son étudiante diplômée Lana Eid, a été intriguée par cette cinquième image centrale inattendue. Charles Keeton a expliqué que l'obtention d'une cinquième image au centre implique qu'un phénomène inhabituel se produit avec la masse qui dévie la lumière.
Grâce à des modélisations informatiques sophistiquées, l'équipe a déterminé que les quatre galaxies visibles en avant-plan ne pouvaient pas expliquer à elles seules cette configuration à cinq images. La seule explication plausible résidait dans la présence d'un halo de matière noire massif et invisible entourant les galaxies de premier plan. Ce halo, bien qu'invisible, exerce une influence gravitationnelle suffisante pour créer l'image centrale supplémentaire, fournissant ainsi une preuve indirecte de l'existence de cette substance énigmatique qui compose environ 85 % de la matière de l'univers.
La matière noire, qui ne peut être détectée directement car elle n'émet ni n'absorbe la lumière, est déduite de ses effets gravitationnels sur la matière visible et la structure à grande échelle du cosmos. La confirmation d'un halo de matière noire dans ce système corrobore les théories cosmologiques existantes et ouvre de nouvelles voies pour sonder la composition et le comportement de la matière noire avec une précision accrue.
Cette découverte, publiée dans The Astrophysical Journal, souligne l'importance de la collaboration scientifique internationale et l'utilisation d'installations astronomiques avancées telles qu'ALMA et NOEMA. Ces observatoires sont essentiels pour sonder l'univers froid et la formation des premières galaxies. L'équipe anticipe que des observations futures pourraient révéler des caractéristiques supplémentaires de HerS-3, telles que des flux de gaz sortants, qui pourraient fournir une compréhension plus approfondie des propriétés de la matière noire.
Cette recherche met en lumière le rôle crucial des infrastructures scientifiques, y compris celles des États-Unis, dans l'avancement de notre compréhension cosmique.