Nouveau Mystère Céleste : Cloud-9, la Découverte Éblouissante du Télescope Hubble !

« C’est l’histoire d’une galaxie échouée », a déclaré Alejandro Benitez-Llambay, chercheur principal du programme à l’Université Milano-Bicocca en Italie. « Dans la science, nous apprenons souvent davantage des échecs que des succès. Dans ce cas, le fait de ne voir aucune étoile prouve que nous avons découvert dans l’Univers local un élément primordial d’une galaxie qui n’a pas encore vu le jour. »

« Ce nuage est une fenêtre sur l’Univers obscur », a expliqué Andrew Fox d’AURA/STScI pour l’Agence spatiale européenne. « Nous savons par la théorie que la plupart de la masse dans l’Univers est censée être constituée de matière noire, mais il est difficile de détecter ce matériau sombre car il n’émet pas de lumière. Cloud-9 nous offre un aperçu rare d’un nuage dominé par la matière noire. »

Ce nuage est désigné comme un nuage H I limité par la réionisation, ou ‘RELHIC.’ Le terme ‘H I’ fait référence à l’hydrogène neutre, et ‘RELHIC’ décrit un nuage d’hydrogène natal des premiers temps de l’Univers, un vestige n’ayant pas formé d’étoiles. Pendant des années, les scientifiques ont cherché des preuves d’un tel objet fantôme, proposé théoriquement. Ce n’est qu’en dirigeant Hubble vers le nuage qu’ils ont pu confirmer qu’il était effectivement dépourvu d’étoiles.

« Avant d’utiliser Hubble, on pouvait soutenir qu’il s’agissait d’une lointaine galaxie naine qui échappait aux télescopes au sol, car ils n’allaient pas suffisamment en profondeur », a expliqué Gagandeep Anand, auteur principal de l’Institut des sciences du télescope spatial (STScI). « Mais avec la caméra avancée pour les sondages de Hubble, nous avons pu confirmer qu’il n’y a rien là. »

La découverte de ce nuage relic était inattendue. « Parmi nos voisins galactiques, il pourrait y avoir quelques maisons abandonnées », a ajouté Rachael Beaton du STScI, également membre de l’équipe de recherche.

Les RELHIC sont considérés comme des nuages de matière noire qui n’ont pas pu accumuler suffisamment de gaz pour former des étoiles. Ils offrent un aperçu des premières étapes de la formation des galaxies. Cloud-9 suggère l’existence de nombreuses autres structures petites et dominées par la matière noire dans l’Univers – d’autres galaxies échouées. Cette découverte apporte de nouvelles perspectives sur les composants obscurs de l’Univers, difficiles à étudier par des observations traditionnelles centrées sur des objets lumineux comme les étoiles et les galaxies.

5 milliards de masses solaires

Les scientifiques étudient les nuages d’hydrogène à proximité de la Voie Lactée depuis de nombreuses années, et ces nuages tendent à être beaucoup plus grands et irréguliers que Cloud-9. Comparé à d’autres nuages observés, Cloud-9 est plus petit, plus compact et hautement sphérique, ce qui le rend très différent des autres structures.

Le cœur de cet objet est composé d’hydrogène neutre et a un diamètre d’environ 4900 années-lumière. Le gaz hydrogène dans Cloud-9 représente environ un million de fois la masse du Soleil. Mais si la pression du gaz équilibre la gravité du nuage de matière noire, ce qui semble être le cas, Cloud-9 doit être fortement dominé par la matière noire, avec environ 5 milliards de masses solaires.

Cloud-9 est un exemple des structures et mystères qui ne concernent pas les étoiles. Observer uniquement les étoiles ne donne pas l’image complète. L’étude du gaz et de la matière noire aide à fournir une compréhension plus globale de ce qui se passe dans ces systèmes, autrement méconnus.

Identifier ces galaxies échouées constitue un défi car les objets proches les éclipser. De plus, ces systèmes sont vulnérables à des effets environnementaux tels que l’arrachage par pression dynamique, qui peut retirer du gaz au fur et à mesure que le nuage se déplace dans l’espace intergalactique. Ces facteurs réduisent davantage leurs nombres attendus.

Galaxie échouée

Cloud-9 a été découvert il y a trois ans dans le cadre d’un relevé radio mené par le télescope sphérique à aperture de cinq cents mètres (FAST) dans la province de Guizhou, en Chine, une découverte plus tard confirmée par le télescope de Green Bank et les installations de Very Large Array aux États-Unis. Contrairement à la culture de l’hémisphère occidental, le nom ‘Cloud-9’ n’a pas de signification pour les Chinois. Il a simplement été nommé de manière séquentielle, étant le neuvième nuage de gaz identifié dans les abords d’une galaxie spirale voisine, Messier 94 (M94).

Le nuage est proche de M94 et semble avoir une association physique avec la galaxie. Des données radio haute résolution montrent des distorsions légères du gaz, indiquant peut-être une interaction entre le nuage et la galaxie.

Cloud-9 peut éventuellement former une galaxie à l’avenir, selon qu’il devienne plus massif. S’il était beaucoup plus gros, il se serait effondré, aurait formé des étoiles et serait devenu une galaxie similaire à celles que nous observons. S’il avait été beaucoup plus petit, le gaz aurait pu être dispersé et ionisé, ne laissant pas grand-chose. Mais il est dans une zone idéale où il peut également rester un RELHIC.

Cette découverte enrichit notre compréhension de la formation des galaxies, des débuts de l’Univers et de la nature même de la matière noire. L’absence d’étoiles dans cet objet offre une fenêtre unique sur les propriétés intrinsèques des nuages de matière noire. La rareté de tels objets et le potentiel de relevés futurs devraient permettre de découvrir davantage de ces ‘galaxies échouées’ ou ‘relics’, apportant ainsi des éclairages sur les débuts de l’Univers et la physique de la matière noire.