Les comètes interstellaires contre la matière noire express
Récemment, des astronomes ont repéré trois comètes interstellaires filant depuis les profondeurs de l'espace. L'une d'elles, 3I/ATLAS, s'est révélée étonnamment grande — son noyau atteint plusieurs kilomètres de diamètre. Cela a conduit les scientifiques à estimer qu'il pourrait exister une multitude innombrable de ces vagabonds glacés dans la galaxie, et que leur masse totale serait comparable à celle de toutes les étoiles visibles réunies, soit environ 50 milliards de masses solaires.
Une telle masse de matière ordinaire change la donne en ce qui concerne la répartition de la masse. Pendant longtemps, la rotation rapide des galaxies a été expliquée par la présence d'une matière noire invisible, une hypothèse avancée par Fritz Zwicky et confirmée par les observations de Vera Rubin. Mais voilà qu'une alternative se profile : nous ne remarquons tout simplement pas une énorme quantité d'objets ordinaires — c'est comme si nous pesions un sac sans savoir qu'il contient d'épais livres. On croit que le poids vient de nulle part, mais en réalité, il est caché à nos yeux.
Selon les nouveaux calculs, la densité de matière noire dans le voisinage du Soleil pourrait être presque deux fois plus faible qu'on ne le pensait. Certes, pour attribuer toute la rotation aux comètes, il en faudrait un nombre fantastiquement élevé. Mais cette découverte rappelle que nous avons encore une idée très imprécise de la quantité de matière ordinaire qui se cache dans les ténèbres interstellaires. Et ces comètes elles-mêmes sont des voyageuses temporelles : elles n'ont pas changé depuis des milliards d'années, ayant assisté à la naissance de notre Soleil.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2605.04801
The recent discovery of three interstellar comets in the solar system indicates the presence of so-far unaccounted baryonic matter in the Galaxy as a population of inter-stellar objects (ISO). The contribution of ISOs to the overall mass budget of the Galaxy affects the estimates on mass of the non-baryonic dark matter halo. We are attempting to estimate the mass density of non-baryonic Dark Matter after including a Galactic ISO contribution to the Galactic rotation curve. The object 3I/ATLAS is a surprisingly massive object with estimates of the nuclear radius reaching up to few kilo-metres. The observed incidence rate of interstellar objects (ISO) passing through the inner solar system in combination with estimates on the mass density and size provides an estimate of the local mass density if ISOs in the interstellar medium. The resulting estimate carries large uncertainties which are the consequence of the difficulties to constrain or measure the nuclear radius. The large kinematic age of 3I/ATLAS motivates a model where ISO objects are distributed in a thick (0.8~kpc) disk with a large radial scale length of $$\approx 7$$~kpc estimated from a fit to rotational velocity measurements from GAIA DR3 data. We find that the ISO contribution to the baryonic mass budget could reach a total mass of $$5\times 10^{10}~M_\odot$$ which leads to a reduction of the local Dark Matter halo density to $$0.24$$~GeV/cm$$^3$$. Even though this scenario requires an overly optimistic fraction of matter to be released in the form of ISO objects, it is plausible that the local Dark Matter halo density is biased towards large values given our ignorance of non-detectable baryonic matter in the Galaxy.
Certaines comètes interstellaires, comme 3I/ATLAS, errent dans la Galaxie presque depuis sa naissance — leur âge est comparable à celui de la Voie lactée.
Ce concept rappelle « Rendez-vous avec Rama » d'Arthur C. Clarke, sauf qu'au lieu d'un vaisseau extraterrestre, ce sont des comètes géantes qui voyagent pendant des millions d'années.