| |
21 décembre 2015 |
| |
|
Dans l'Univers,
même la matière visible se cache ! |
|
| |
S'il est maintenant acquis que la matière
conventionnelle, c'est-à-dire celle que nous percevons directement,
ne constitue que 5% de l'Univers, la moitié de ce faible pourcentage
échappe encore à toute tentative de détection. Où se cache-t-elle ?
Des simulations numériques permettaient de prédire que le reste de
cette matière ordinaire devait se trouver dans de grandes structures
formant la "toile cosmique", à des températures comprises entre
100.000 et 10 millions de degrés. Une équipe dirigée par un
chercheur de l’Université de Genève (UNIGE)
a observé directement ce phénomène. Les recherches menées montrent
ainsi que l’essentiel de la matière ordinaire manquante est présente
sous forme d’un gaz très chaud, associé aux filaments
intergalactiques.
Les galaxies sont formées par la matière ordinaire qui se concentre,
puis refroidit. Afin de comprendre l’origine de cette formation, il
était donc primordial de découvrir sous quelle forme et à quel
endroit se trouve la matière ordinaire que nous ne percevons pas,
appelée "baryons manquants". Pour ce faire, les astrophysiciens de
l’UNIGE et de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)
se sont intéressés à Abell 2744, un amas de galaxies massif
présentant une répartition complexe de matière noire et lumineuse en
son centre. Ils ont observé cet amas avec le télescope spatial XMM,
capable de détecter la signature de gaz très chauds grâce à sa
sensibilité aux rayons X.
Un gaz chaud au cœur des filaments
Les relevés de galaxies à grandes échelles ont montré que la
répartition de la matière ordinaire ne se fait pas de manière
homogène dans l’Univers. A la place, la matière se concentre sous
l’action de la gravité en des structures filamentaires, formant un
réseau de nœuds et de liens appelé la "toile cosmique". La structure
soumise à la force gravitationnelle la plus élevée forme un nœud à
l’endroit où la densité de la matière est importante, à l’image
d’Abell 2744.
Comparables aux réseaux neuronaux, ces nœuds sont ensuite reliés les
uns aux autres par des filaments, là où les chercheurs ont identifié
la présence de gaz, représentant les baryons manquants. Les
astrophysiciens ont pointé XMM sur les zones dans lesquelles ils
soupçonnaient la présence de filaments, et donc de structures de gaz
chaud à 10 millions de degrés. Pour la première fois, ils ont été
capables de mesurer la température et la densité de ces objets et
ont constaté que cela correspondait aux prévisions des modèles
numériques. C’est pourquoi l’on pense à présent savoir sous quelle
forme se trouve la matière ordinaire manquante.
La somme de matière ordinaire dans l’Univers bientôt connue ? |
|
| |
 |
| Le
telescope spatial en rayons X de l'ESA devrait être lancé
vers 2018 autour du point de Lagrange L2 pour une mission
d'une durée prévue de 5 à 10 ans. (Image conceptuelle,
crédit ESA). |
Cette recherche est donc une validation très
importante des modèles de formation des galaxies dans l’Univers. "Il
faut à présent vérifier que cette découverte des baryons manquants
d’Abell 2744 se généralise à l’Univers entier. Il s’agit d’étudier
en détails ces régions filamentaires, mesurer leur distribution de
température et les divers atomes qui les composent, afin de
comprendre combien il y a d’éléments lourds dans l’Univers",
explique Dominique Eckert, premier auteur de l’étude.
En effet, si les chercheurs parviennent à mesurer ces atomes dans
les filaments, ils pourront estimer la quantité de noyaux lourds
formés par les étoiles depuis l’origine de l’Univers. Afin de
pouvoir approfondir ces recherches, un télescope est actuellement
développé par l’Agence spatiale européennes (ESA). La Suisse et les
chercheurs de l’UNIGE sont particulièrement impliqués dans ce
projet. Nommé
Athena (Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics),
le télescope devrait être opérationnel au milieu des années 2020.
Source principale : Centre de Recherche
astrophysique de Lyon (France).
|
|
| |
|
| |
Composantes de
l’amas de galaxies Abell 2744, également connu comme l’amas de
Pandore :
les galaxies (en blanc), le gaz chaud (en rouge) et la matière noire
(en bleu).
Crédits : ESA/XMM-Newton (X-rays) ; ESO/WFI (optical) ; NASA/ESA &
CFHT (dark matter) |
|
| |
|
| |
|
| |
|
