La matière noire — la fondation invisible de l'architecture cosmique — représente 85% de toute la masse, mais échappe à toute observation directe. Dans les années 1920, Edwin Hubble a découvert l'expansion de l'Univers et le monde des galaxies, et dès les années 1930, Fritz Zwicky a soupçonné l'existence d'une masse cachée dans les amas de galaxies. Les preuves décisives ont été réunies dans les années 1970 par Vera Rubin en étudiant la rotation des galaxies. Cependant, une question demeure : quelle forme prennent les halos de matière noire autour des galaxies — sphérique, allongée ou aplatie ? La réponse est cruciale pour les théories du Big Bang et pour comprendre le rôle de l'énergie noire. Et voici qu'une nouvelle approche utilise les courants stellaires — de longues traînées d'étoiles arrachées à des galaxies naines par les forces de marée — comme des sondes naturelles, semblables à des lacets de montagne qui dessinent dans l'espace des arabesques fantomatiques, épousant chaque courbe du paysage gravitationnel.

Contrairement aux courants de la Voie lactée, où l'on dispose d'une vision tridimensionnelle, pour les systèmes extragalactiques les scientifiques ne disposaient que de leurs projections sur le ciel. En utilisant le catalogue STRRINGS de 32 courants, ils ont appliqué une méthode de modélisation directe : pour chaque courant, ils ont créé des queues stellaires virtuelles dans des potentiels gravitationnels tests, en supposant un modèle axisymétrique pour le halo de matière noire. En comparant la trajectoire observée avec le modèle, ils ont estimé le paramètre d'aplatissement q à l'aide d'une inférence bayésienne. Pour tenir compte des erreurs systématiques, une variance supplémentaire, ajustée par les données elles-mêmes, a été ajoutée à la fonction de vraisemblance — une technique qui rappelle les méthodes utilisées en lentille gravitationnelle, où la forme de l'image révèle la distribution de masse. Ainsi, comme on peut reconstituer le relief d'une figure cachée sous la surface à partir de la courbure d'une trace qui fond dans la neige, on peut déduire la forme du halo.

Les résultats sont éloquents. En sélectionnant un « échantillon d'or » de 17 courants, où les données sont les plus exemptes de systématiques, les astronomes ont calculé la moyenne de population de l'aplatissement : $μ_q$ ≈ 0,72 avec une dispersion interne $σ_q$ ≈ 0,34. En d'autres termes, un halo typique de matière noire s'est avéré aplati, comme une citrouille, et non allongé comme un melon, et certainement pas parfaitement rond — le cas sphérique (q=1) est exclu à environ 1,5σ. Ce verdict est en accord avec les prédictions des simulations hydrodynamiques IllustrisTNG et Auriga, où la physique baryonique — gaz, étoiles, rétroactions — comprime et arrondit les halos de matière noire initialement triaxiaux, formés dans les calculs sans collisions. La disparition progressive de l'asymétrie initiale, comme l'entropie qui augmente dans un système isolé, laisse une empreinte sur la forme actuelle. On observe également une tendance intéressante : les halos aplatis sont souvent alignés avec le disque de la galaxie, ce qui est attendu d'un point de vue théorique.

Ce travail n'est qu'un prélude. Les futurs relevés du ciel, comme Euclid et Rubin/LSST, multiplieront par des ordres de grandeur le nombre de courants extragalactiques connus, transformant cette méthode statistique en un outil de routine pour la cosmologie. Les prochaines étapes sont déjà claires : prise en compte explicite du disque stellaire, libération de la position du progéniteur du courant, passage à des potentiels triaxiaux. L'inclusion d'informations sur la largeur et la brillance de surface des courants resserrera encore davantage les contraintes. À terme, cela permettra de cartographier avec une précision sans précédent la distribution de la matière noire dans l'Univers local, de tester les théories alternatives de la gravité et d'affiner le modèle standard de la cosmologie. Ainsi, les arcs fantomatiques des traînées stellaires deviennent une grille cartographique jetée sur un continent invisible.