De la matière sombre dans le disque des galaxies spirales: du H2 froid?
Frédéric BOURNAUD
CEA-Saclay
Résumé :
Où se cache la "matière noire" des galaxies spirales? Alors que la
masse visible (étoiles, milieu interstellaire) forme des disques
fins, on pense couramment que la matière noire forme des halos
sphéroïdaux diffus. Cela vaut aussi bien pour la matière noire non-
baryonique (CDM) que pour la matière sombre baryonique (les "missing
baryons").
Les collisions de galaxies spirales forment des structures étendues
de débris de collisions issus du disque: queues de marée, antennes,
anneaux... Nous avons analysé la cinématique des débris de collisions
de NGC5291, et des galaxies naines de marée qui s'y sont formées
récemment, à l'aide d'observations VLA comparées à un modèle
numérique du système. La masse dynamique présente dans ces objets
d'avère être trois fois plus élevée que leur masse visible, et
l'incertitude sur les différents paramètres ne suffit pas a expliquer
cette différence: ces débris de collisions contiennent une masse
invisible.
Les débris de collisions ne peuvent pourtant pas capturer de matière
des halos sphéroïdaux, mais proviennent uniquement des disques
spiraux. La détection de matière noire en leur sein est donc
inattendue, et indique que les disques des galaxies spirales eux-
mêmes contiennent de la matière noire. Compte tenu d'un certain
nombre d'autres observations et de diverses contraintes que je
détaillerai, l'interprétation la plus simple est que les disques des
galaxies spirales contiennent de la matière sombre baryonique, le
plus probablement sous forme de H2 froid. Sans remettre en cause
l'existence de halos de matière noire non-baryonique, ces résultats
indiquent qu'une partie importante des "missing baryons" se trouve
non pas dans du gaz chaud et diffus, mais sous forme de gaz froid
dans le disque des galaxies. De nouvelles contraintes en résultent
sur la masse, la stabilité et l'évolution des galaxies spirales.
