Contexte observationnel
En 2018, les astronomes ont identifié deux galaxies ultra‑diffuses, NGC 1052‑DF2 et NGC 1052‑DF4, situées à environ 20 Mpc du groupe NGC 1052. Leur apparence très diffuse et leur faible luminosité les classent parmi les ultra‑diffuse galaxies (UDG). Des images du Hubble Space Telescope ont montré un nombre inhabituel de globular clusters brillants autour de ces objets, ce qui a motivé des mesures spectroscopiques détaillées.
Méthodes de mesure
Les équipes ont utilisé le spectrographe DEIMOS du télescope Keck pour mesurer les vitesses radiales de 10 à 12 globular clusters par galaxie. Les dispersions de vitesse obtenues sont de 8 ± 2 km s⁻¹ pour DF2 et 7 ± 2 km s⁻¹ pour DF4. En appliquant la formule de virialisation, ces valeurs correspondent à une masse totale d’environ 10⁸ M☉, très proche de la masse stellaire estimée à partir du luminosité (≈10⁸ M☉). Le rapport masse‑à‑lumière (M/L) est donc de l’ordre de 1–2, contre 30–50 pour les galaxies classiques.
Analyse des résultats
Ces mesures indiquent que la composante gravitationnelle supplémentaire habituellement attribuée à la matière noire est presque absente. Les auteurs ont vérifié la distance via la méthode du pic de luminosité des étoiles de type tip of the red giant branch, confirmant la localisation à 20 Mpc avec une incertitude de ±1.5 Mpc. La faible dispersion de vitesse ne peut donc pas être expliquée par une erreur de distance. De plus, le nombre élevé de globular clusters (≈20) est incompatible avec une masse totale réduite, ce qui renforce la conclusion d’une déficience en matière noire.
Implications et limites
Si ces galaxies sont réellement dépourvues de matière noire, elles constituent un défi pour le modèle cosmologique ΛCDM, qui prédit que chaque halo galactique doit contenir une proportion dominante de matière noire. Des scénarios alternatifs, tels que le tidal stripping lors d’interactions gravitationnelles avec le groupe NGC 1052, pourraient expliquer la perte de matière noire, mais les simulations montrent que le processus laisserait des traces dynamiques (ex. gradients de vitesse) non observées. D’autres hypothèses, comme les théories de gravité modifiée (MOND), sont également évoquées, bien que les prédictions de ces modèles pour des UDG restent incertaines. Enfin, la petite taille de l’échantillon (deux galaxies) limite la généralisation des conclusions ; des études supplémentaires sur d’autres UDG sont nécessaires pour déterminer si ces objets sont des exceptions ou représentent une classe distincte.
