La matière noire ouvre les bras express
Le télescope James Webb a scruté l'amas de galaxies AS1063 et a distingué des dizaines de milliers d'amas globulaires — des « paquets » d'étoiles denses dispersés dans tout l'amas. Leur position coïncide avec la carte de la masse invisible, établie à partir de la courbure de la lumière des galaxies lointaines. Cette masse invisible est la matière noire — une substance qui n'émet pas de lumière mais qui maintient les galaxies par sa gravité.
Il s'est avéré que la matière noire et les amas globulaires possèdent tous deux un vaste « noyau » au centre de l'amas — une région où la densité augmente à peine vers le centre. Ce noyau est deux fois plus grand pour la matière noire que pour les amas. Les modèles standards, où la matière noire n'entre pas en collision avec elle-même, ne peuvent pas expliquer un noyau aussi grand. En revanche, si les particules de matière noire interagissent occasionnellement entre elles, le noyau se forme naturellement.
Il manque encore des simulations informatiques qui reproduiraient à la fois la matière noire et les amas globulaires à l'échelle d'un amas de galaxies entier. Il faut des calculs avec des trillions de particules. S'ils confirment ce scénario, la matière noire cessera d'être une simple hypothèse et acquerra des propriétés concrètes.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2602.15940
Deep JWST images of AS1063 reveals tens of thousands of globular clusters in the galaxy cluster AS1063. When compared with the lensing model based on the same JWST data, the distribution of globular clusters traces closely the distribution of lensing mass (mostly composed of dark matter). Interestingly, both the distributions of dark matter and globular clusters have large central cores. However the size of the core in the distribution of globular clusters is about half the size the core of the dark matter distribution. We argue that the standard cold dark matter and fuzzy dark matter models struggle to explain these large cores. Meanwhile, the self interacting dark matter with a velocity dependent cross section, combined with core stalling, offers a natural explanation to the existence of these cores if $$\sigma_{\rm SI}\approx 0.3$$ cm$$^2$$ g$$^{-1}$$ for galaxy cluster halos. But we also discuss how the lack of hydrodynamical N-body simulations capable of resolving globular clusters in galaxy cluster scale halos, hinders the possibility of ruling out the standard non-collisional dark matter scenario. Future high-resolution hydrodynamical simulations of galaxy clusters, with several trillion particles, and containing over a hundred thousand globular clusters, can provide the insight needed to transform the epistemic nature of dark matter into an ontological one
Les amas globulaires sont parmi les objets les plus anciens de l'Univers ; ils ont souvent plus de 10 milliards d'années.