Chandra, le télescope de la NASA opérant dans les rayons X, a détecté une enveloppe de matière noire autour d'une galaxie elliptique. Cette découverte est en conflit avec les données optiques qui suggèrent un manque de matière noire autour de ce type de galaxies. Ces observations soulèvent d'ores et déjà des questions sur la manière dont les galaxies obtiennent et gardent de tels halos.
La galaxie observée, NGC 4555, est peu commune. En effet, elle est assez grande et elliptique et ne fait pas partie d'un amas de galaxies. Il semblerait qu'elle soit englobée dans un nuage de gaz à 10 millions degrés Celsius. Ce nuage de gaz chauds aurait un diamètre d'environ 400 000 années lumières, soit deux fois celui de la galaxie. Une énorme enveloppe de matière noire est nécessaire pour confiner le nuage chaud à la galaxie. Toute la masse du halo foncé de matière est environ dix fois la masse combinée des étoiles dans la galaxie, et 300 fois la masse du nuage chaud de gaz. La masse totale du halo est environ dix fois plus élevée que la masse de toutes les étoiles de cette galaxie et plus de 300 fois que celle du nuage de gaz chauds !
Cette observation indique clairement que cette matière noire - qui n'agit avec elle-même et avec la matière "normale" seulement par la pesanteur - est la forme dominante de matière dans l'Univers. D'après la théorie de la matière noire froide, cette matière serait en fait des particules restantes d'un l'Univers encore relativement jeune et dense ( c'est à dire quand les galaxies commençait à peine à se former). Les propriétés de NGC 4555 confirment que les galaxies elliptiques conservent des halos de matière noire, indépendamment de leur environnement.
La plupart des grandes galaxies elliptiques se trouvent dans des amas de galaxies, et sont probablement le fruit d'une fusion de deux galaxies spirales. Dans un tel environnement, les halos de matière noire peuvent être éloignés par les forces de gravité et être ajoutés à d'autres galaxies ou même à l'ensemble de l'amas. Par conséquent, il est difficile de déterminer combien de matière noire ont pu obtenir ces galaxies et quelles quantités ont-elles pu en perdre.
Des observations optiques d'autres galaxies elliptiques, réalisées par Romanowsky ne montrent pas de matière noire.
Il peut y avoir trois hypothèses à cette contradiction:
- soit les galaxies observées par Romanowsky ont perdu leurs halos de matière noire par des interactions plus tôt avec d'autres galaxies
- soit ces enveloppes de matière sont beaucoup plus diluées
- soit ces galaxies se sont formées sans halo de matière noire
La première option est possible aux galaxies se situant dans des amas, mais très peu probable pour une galaxie "solitaire". Les deuxième et troisième options sont également possibles, mais exigeraient une importante modification de la théorie de la matière noire froide.
Avant que ce problème ne soit résolu, il faudrait que les scientifiques fournissent un travail beaucoup plus théorique mais aussi plus approfondi sur ces observations et en réaliser encore d'autres. Du travail en perspective pour les astrophysiciens...