La Voie lactée serait bien plus légère que prévu, ce qui bouleverse la vision de notre galaxie

Une nouvelle étude publiée mercredi bouscule les connaissances des chercheurs sur les caractéristiques de notre galaxie. En effet, les conclusions dévoilées dans Astronomy and Astrophysics montrent que la Voie lactée aurait une masse quatre à cinq fois inférieure à celle calculée jusqu’ici. Les auteurs de l’étude se sont servis de Gaia, un satellite dédié à la cartographie de la Voie lactée.

Ce dernier a livré les positions et les mouvements d’1,8 milliard d’étoiles, dans son dernier catalogue en 2022. Soit une fraction infime du total contenu dans notre galaxie spirale, un disque de quelque 100.000 années-lumière de diamètre. L’étude du catalogue de Gaia a permis de calculer la courbe de rotation de la Voie lactée avec une précision inédite, selon les auteurs de l’étude. L’exercice consiste à établir la vitesse à laquelle les corps célestes tournent autour du centre de la galaxie.

200 milliards de fois la masse du Soleil

Les observations des galaxies spirales avaient jusqu’ici conclu que cette courbe était « plate », c’est-à-dire qu’arrivée à une certaine distance du centre, la vitesse de rotation était constante. Or, ici, « c’est la première fois que l’on découvre qu’au-delà de son disque, la courbe chute », explique le chercheur François Hammer, « comme s’il n’y avait pas beaucoup de matière » entre 50.000 et 80.000 années du centre galactique.

Avec pour conséquence une « réévaluation de la masse de notre Voie lactée sur des valeurs considérées extrêmement basses », de l’ordre de 200 milliards de fois la masse du Soleil, cinq fois moins qu’estimé auparavant.

Matière lumineuse et matière sombre

L’étude de l’équipe internationale, menée par des astronomes de l’Observatoire de Paris et du CNRS, a une deuxième conséquence de taille. Elle « remet en cause le rapport entre matière lumineuse et matière sombre », poursuit l’astronome. Cette matière sombre et hypothétique est aussi appelée matière noire parce qu’elle est jusqu’ici invisible et indétectable.

Elle est censée apporter la masse nécessaire à la cohésion des galaxies, et représenter environ six fois la masse de la matière lumineuse, constituée des étoiles et des nuages de gaz. Pour la Voie lactée, les calculs de l’étude revoient ce rapport bien à la baisse, avec seulement trois fois plus de matière noire que de matière lumineuse.

Des conclusions « un peu trop osées »

Des conclusions que l’astronome Françoise Combes, bien que collègue de François Hammer à l’Observatoire de Paris, juge « un peu trop osées », voire « peut-être pas tout à fait fondées ». Notamment parce que l’étude se concentre sur un rayon réduit de la galaxie, alors que les astronomes, en général, calculent la masse de la galaxie en prenant en compte des distances beaucoup plus grandes.

François Hammer précise de son côté que « la masse (de la galaxie) calculée dans l’étude est la masse pour laquelle nous savons que les étoiles du disque sont à l’équilibre », c’est-à-dire dans un rayon de 80.000 années-lumière. Et il admet volontiers la « présence de matière à l’extérieur, et en particulier du gaz chaud », susceptible de remplumer la Voie lactée.