UNE GALAXIE PRESQUE SANS ÉTOILES
Dans l’image standard du cosmos, les petits amas de matière noire sont bien plus nombreux que les gros, et dans les plus petits la formation d’étoiles serait étouffée. Il devrait exister un seuil de masse sous lequel un halo ne s’allume jamais. Si c’est le cas, l’Univers devrait abriter des galaxies sombres : des halos qui gardent de l’hydrogène neutre, détectable par sa raie radio à 21 cm, mais peu ou pas d’étoiles.
Leur chasse est piégeuse. Un candidat peut se révéler porteur d’étoiles pâles que les images précédentes avaient manquées — c’est arrivé à FAST J0139+4328, reclassé en galaxie naine peu lumineuse une fois des images plus profondes obtenues. Et les radiotélescopes subissent des interférences : des signaux parasites peuvent imiter une source faible, et un relevé a même dû écarter ses données de jour à cause du Soleil. Le test le plus sûr consiste à voir le même signal avec deux télescopes indépendants, sur des sites différents, avec des récepteurs différents.
Deux télescopes, un seul signal
Marco Monaci, Duncan Forbes, Warrick Couch et Jean Brodie, de l’université de technologie Swinburne en Australie, ont fait exactement cela. Ils ont pris 142 candidats galaxies sombres du relevé ALFALFA, réalisé avec le radiotélescope d’Arecibo, et les ont cherchés dans FASHI, le relevé de tout le ciel du télescope chinois FAST de 500 mètres. Treize correspondaient. Après avoir écarté ceux proches de galaxies brillantes, ceux ayant une contrepartie optique possible et ceux impossibles à vérifier, il en est resté un : AGC 322753.
La raie d’hydrogène d’AGC 322753 vue par ALFALFA et par FASHI : même vitesse, même forme à deux pics, signature d’une rotation. — Figure 1, Monaci et al. (2026), arXiv:2609.39152.
Les deux détections concordent : une vitesse de récession d’environ 6 965 km/s, une largeur de raie de 85 km/s et une masse d’hydrogène d’environ 2 milliards de masses solaires. Vue par deux instruments à des moments différents, la source ne peut pas être une interférence. Sa raie présente deux pics, signe classique d’un disque de gaz en rotation ordonnée.
À la recherche des étoiles manquantes
Chaque radiotélescope ne situe une source que dans un faisceau de quelques minutes d’arc. Mais les deux faisceaux se chevauchent, et ce recouvrement resserre la recherche. Dans les images du DESI Legacy Survey, qui descendent à environ 27,5 magnitudes par seconde d’arc carrée — et dans celles de SDSS, Pan-STARRS, GALEX et WISE —, rien n’apparaît à cet endroit. L’objet que le catalogue FASHI associait à la source est une étoile de notre propre Galaxie, d’après le catalogue Gaia ; la seule galaxie évidente du champ se trouve loin à l’arrière-plan.
Les faisceaux d’Arecibo (tirets) et de FAST (trait plein) ; leur recouvrement, agrandi en rouge, est l’endroit le plus probable pour d’éventuelles étoiles. Les objets marqués sont des étoiles d’avant-plan ou des galaxies d’arrière-plan. — Figure 2, Monaci et al. (2026), arXiv:2609.39152.
Pour transformer « rien » en chiffre, l’équipe a implanté de fausses galaxies dans les images et vérifié lesquelles restaient visibles. Résultat : d’éventuelles étoiles pèsent au plus environ 50 millions de masses solaires, si bien que l’hydrogène pèse au moins 40 fois plus que les étoiles. Une galaxie naine pâle, un temps prise pour une galaxie sombre, est à environ 11,5.
Trop lourde pour être totalement sombre
AGC 322753 ne correspond pas aux objets sombres prévus les plus simples, de petits nuages d’hydrogène sans rotation d’au plus 3 millions de masses solaires. Elle est aussi plus lourde que toute galaxie entièrement sans étoiles produite par les simulations actuelles. Les auteurs soupçonnent donc qu’elle n’est pas tout à fait sombre, mais qu’elle abrite une pincée d’étoiles trop pâles pour les images d’aujourd’hui.
Ce pourrait encore être un nuage arraché à des galaxies voisines, concèdent-ils, même si les plus proches sont à 290 et 330 kiloparsecs en projection et que le gaz tourne comme un disque. Une carte radio détaillée, avec un réseau comme le VLA, et des images plus profondes en plusieurs couleurs diront quel genre d’objet occupe ce coin de ciel vide.