La matière cachée de l’univers a-t-elle été découverte? –

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  • Les astrophysiciens considèrent qu’environ 40% de la matière ordinaire qui compose les étoiles, les planètes et les galaxies reste non détectée, dissimulée sous la forme d’un gaz chaud dans le réseau cosmique complexe. Aujourd’hui, des scientifiques de l’Institut d’Astrophysique Spatiale (CNRS / Université Paris-Saclay) peuvent avoir détecté, pour la première fois, cette matière cachée grâce à une analyse statistique innovante de données vieilles de 20 ans. Leurs résultats sont publiés le 6 novembre 2020 dans Astronomie et astrophysique.

    Les galaxies sont réparties dans tout l’Univers sous la forme d’un réseau complexe de nœuds reliés par des filaments, qui sont à leur tour séparés par des vides. Ceci est connu sous le nom de toile cosmique. On pense que les filaments contiennent presque toute la matière ordinaire (dite baryonique) de l’Univers sous la forme d’un gaz chaud diffus. Cependant, le signal émis par ce gaz diffus est si faible qu’en réalité 40 à 50% des baryons[1] passe inaperçu.

    Ce sont les baryons manquants, cachés dans la structure filamentaire de la toile cosmique, que Nabila Aghanim, chercheuse à l’Institut d’Astrophysique Spatiale (CNRS / Université Paris-Saclay) et Hideki Tanimura, chercheuse post-doctorale, avec leur collègues, tentent de détecter. Dans une nouvelle étude, financée par le projet ERC ByoPiC, ils présentent une analyse statistique qui révèle, pour la première fois, l’émission de rayons X des baryons chauds dans les filaments. Cette détection est basée sur le signal de rayons X empilé, dans le ROSAT[2] données d’enquête, provenant d’environ 15000 filaments cosmiques à grande échelle identifiés dans le SDSS[3] étude de la galaxie. L’équipe a utilisé la corrélation spatiale entre la position des filaments et l’émission de rayons X associée pour mettre en évidence la présence de gaz chaud dans la nappe cosmique, et pour la première fois mesurer sa température.

    Ces résultats confirment les analyses antérieures de la même équipe de recherche, basées sur la détection indirecte des gaz chauds dans la toile cosmique grâce à son effet sur le fond cosmique des micro-ondes.[4]. Cela ouvre la voie à des études plus détaillées, utilisant des données de meilleure qualité, pour tester l’évolution du gaz dans la structure filamentaire de la toile cosmique.

    Remarques

    1 Les baryons sont des particules constituées de trois quarks, tels que les protons et les neutrons. Ils constituent des atomes et des molécules ainsi que toutes les structures que l’on peut voir dans l’Univers observable (étoiles, galaxies, amas de galaxies, etc.). Les baryons «manquants», non détectés jusqu’à présent, ne doivent pas être confondus avec la matière noire, qui est constituée de matière non baryonique de nature inconnue.

    2 ROSAT était un télescope spatial allemand conçu pour l’observation des rayons X.

    3 Le Sloan Digital Sky Survey (SDSS) est un programme de surveillance des objets célestes à l’aide d’un télescope optique dédié de 2,5 mètres situé à l’Observatoire Apache Point (Nouveau-Mexique, États-Unis). Il a commencé à collecter des données en 2000.

    4 Voir l’article: Densité et température des filaments de la toile cosmique à des échelles de dizaines de mégaparsecs, Tanimura, H .; Aghanim, N.; Bonjean, V .; Malavasi, N.; Douspis, M. Astronomie et astrophysique, Volume 637, A41 (2020).

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par CNRS. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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