L'expérience de recherche d'objets sombres (EROS) vient de publier les résultats de son relevé de naines blanches de grand mouvement propre : celles-ci ne composent pas plus de 5% du halo de matière sombre de notre Voie lactée, si elles ont une atmosphère d'hydrogène et que le halo est âgé de moins de 14 milliards d'années.

La nature de cette matière sombre reste à établir. Une hypothèse souvent proposée stipule que les premières étoiles de la Galaxie, massives et formées il y a environ 14 milliards d'années, auraient rapidement évolué pour devenir des naines blanches dont le refroidissement se poursuivrait depuis. Ces objets froids, et sombres car petits (d'un diamètre voisin de celui de la Terre), composeraient ainsi une partie du halo galactique ; certains se trouveraient seulement à quelques dizaines d'années-lumière du Soleil. C'est cette hypothèse qu'Eros s'est attaché à vérifier.

Les observations ont débuté en 1996 à l'Observatoire européen austral de La Silla au Chili, avec la mise en service des deux caméras à grand champ d'Eros-2, construites par le Dapnia pour la recherche de phénomènes dus à des microlentilles gravitationnelles. Environ 2 % du ciel austral ont été observés à plusieurs reprises entre 1996 et 2000, pour détecter les étoiles dont la position change de façon importante d'une année sur l'autre : les astres du halo sont en effet plus « rapides » que ceux du disque galactique.

Toutefois aucun astre faible de mouvement important(*) n'a été détecté par l'étude d'Eros-2, alors qu'on s'attendait à identifier une soixantaine de naines blanches d'atmosphère faite partiellement d'hydrogène, si celles-ci composaient intégralement la matière noire galactique. Le programme d'Eros visait à identifier des astres se déplaçant chaque année dans le ciel de 0,7 à 6 secondes d'arc, soit 1 à 10 pixels des caméras à grand champ. Ce relevé était en outre plus sensible que les précédents, permettant de détecter des naines blanches plus froides dans un volume important. Il a été optimisé pour détecter les naines blanches du halo les plus rapides, qu'on ne peut confondre avec des objets du disque.

Se pourrait-il que les hypothèses théoriques soient en cause ? Il est toujours possible que des naines blanches à atmosphère pure d'hélium existent dans le halo : elles seraient alors trop peu lumineuses pour être observables. Il est par contre peu probable que le halo soit plus vieux que 14 milliards d'années, compte tenu de ce que l'on sait de l'âge de l'Univers.

La nature de la matière noire galactique reste donc une énigme.

(*)Quand on parle d'astres animés d'une vitesse importante, il faut néanmoins relativiser car cela se traduit par un déplacement annuel équivalent au diamètre d'une pièce d'un euro à cinq kilomètres (les observations d'Eros étaient en fait sensibles à des déplacements 5 fois plus faibles).