Des recherches récentes suggèrent que les cœurs des galaxies, y compris notre Voie lactée, pourraient abriter une étoile invisible colossale composée de mystérieuse matière noire 'floue'. Cette étoile pourrait s'étendre sur des milliers d'années-lumière, remettant en question les notions existantes sur la composition galactique.
Les scientifiques ont longtemps reconnu qu'une part significative de la masse d'une galaxie est attribuée à la matière noire invisible, mais sa nature exacte reste insaisissable. Les théories traditionnelles proposent que la matière noire soit constituée de particules lourdes qui interagissent rarement, voire jamais, avec la lumière ou la matière ordinaire. Cependant, cette explication ne rend pas compte de la faible densité observée dans les cœurs galactiques, où les simulations indiquent que la matière noire devrait s'accumuler, entraînant des densités élevées.
Une solution proposée est que la matière noire est composée de particules extrêmement légères, des milliards de fois plus légères que la particule connue, le neutrino. Les chercheurs ont appelé ces particules 'matière noire floue', qui présente des caractéristiques quantiques et ondulatoires à l'échelle galactique. Cela leur permet de se regrouper en vastes agrégats, formant potentiellement des étoiles sombres.
Ces étoiles sombres hypothétiques pourraient atteindre des tailles de milliers d'années-lumière tout en maintenant une masse relativement faible en raison de la légèreté de leurs particules constitutives. Par conséquent, elles pourraient résider dans les cœurs galactiques, contribuant à leur masse globale sans créer une densité excessive.
Cette étude souligne également que les galaxies sont composées de matière noire et de matière ordinaire, telles que des nuages de gaz et des étoiles observables. Pour examiner la relation entre la matière noire floue et la matière ordinaire, les chercheurs ont développé un modèle simplifié d'une galaxie avec une quantité substantielle de matière noire floue et une quantité mineure de gaz ordinaire.
Les simulations ont révélé que la matière noire floue s'est rapidement consolidée en un gros amas au centre de la galaxie, entouré de nuages de matière noire dispersés. De plus, le gaz ordinaire s'est mélangé à la matière noire floue dans le cœur galactique, entraînant la formation d'une étoile fermionique-bosonique, atteignant une taille incroyable de 10 000 années-lumière. Cette étoile est restée presque invisible, seul le gaz ordinaire émettant une faible lueur.
Les chercheurs estiment que ces simulations confirment la théorie de la matière noire floue dans les cœurs galactiques. Les efforts futurs se concentreront sur la création de modèles plus complexes pour mieux comprendre l'apparence des étoiles sombres dans les centres galactiques et faciliter leur détection.