C'est de la poussière!
La bande noire n'est pas l'absence d'étoiles, mais plutôt des nuages de gaz et de poussière - une composante importante de presque toutes les galaxies spirales† - qui bloquent la lumière des étoiles de fond et du gaz lumineux.
Dans l'image, vous voyez à la fois des étoiles individuelles, dispersées partout, et la bande lumineuse distinctive de la Voie lactée, dont la plupart des étoiles sont si éloignées qu'elles se mélangent. La majeure partie de la poussière se trouve dans le plan de la Voie lactée. Les étoiles individuelles sont plus proches de nous que la bande lumineuse et les nuages de poussière, donc ce que vous voyez, ce sont les milliards d'étoiles dans la bande de la Voie Lactée, dont une partie de la lumière est bloquée par la poussière, et en plus de cela, vous voyez quelques milliers d'étoiles individuelles plus proches.
Les composants des galaxies
Les galaxies sont constituées d'environ 85% de matière noire et 15% de matière normale ("baryonique"). De loin, la majeure partie de la matière normale est de l'hydrogène et de l'hélium, dont une partie est enfermée dans des étoiles, et une partie dans d'énormes nuages de gaz, parfois brillants (les nuages roses que vous voyez sur l'image de la Voie lactée sont probablement des nuages d'hydrogène excités). par le rayonnement UV dur des étoiles chaudes et massives, émettant par la suite Hαlumière ). Une petite fraction (1 à 2%) de la matière normale est constituée d'éléments plus lourds, par des astronomes appelés paresseusement «métaux». Environ les 2/3 des métaux sont en phase gazeuse, mais le tiers restant s'est appauvri en grains de poussière, par exemple en silicates et en suie. Cette poussière est mélangée aux nuages de gaz et devient souvent suffisamment dense pour bloquer la lumière des étoiles.
Une forte dépendance en longueur d'onde des propriétés d'extinction de la poussière
Cependant, la poussière diffuse et absorbe la lumière avec des longueurs d'onde courtes (comme le bleu et les UV) beaucoup plus efficacement que les longueurs d'onde longues (comme le rouge et l'infrarouge). Ainsi, bien qu'elle puisse bloquer efficacement la lumière visuelle et UV, la lumière infrarouge passe plus ou moins sans entrave. Par exemple, si vous regardez le nuage moléculaire Barnard 68 en rouge et proche infrarouge, il semble noir (à gauche dans l'image ci-dessous), mais si vous regardez plus loin dans l'infrarouge, vous pouvez réellement voir les étoiles de fond (juste en dessous ):
Image prise depuis l' ESO .
Matière noire
La matière noire n'est pas visible. Il est… eh bien, sombre. Il n'interagit avec la matière normale et la lumière que par gravité. Cela signifie que si vous pouviez placer un morceau de matière noire devant une étoile (vous ne pouvez pas, vraiment), vous ne bloqueriez pas sa lumière. Il passerait à travers. Si le morceau était assez grand, il pourrait dévier la lumière par gravité, de sorte que l'étoile de fond vous semblerait déformée, tout comme un morceau de matière normale (par exemple un trou noir).
†En revanche, le milieu interstellaire des galaxies elliptiques a tendance à être beaucoup plus appauvri en gaz et en poussières.