Une partie de la matière manquante de l’Univers retrouvée –

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  • Les galaxies peuvent recevoir et échanger de la matière avec leur environnement extérieur grâce aux vents galactiques créés par les explosions stellaires. Grâce à l’instrument MUSE1 du Très grand télescopeà l’ESO, équipe de recherche internationale, dirigée côté français par le CNRS et l’Université Claude Bernard Lyon 12, a cartographié un vent galactique pour la première fois. Ce constat unique, détaillé dans une étude publiée dans MNRAS le 16 septembre 2021, a permis de révéler où se trouve une partie de la matière manquante de l’Univers et d’observer la formation d’une nébuleuse autour d’une galaxie.

    Les galaxies sont comme des îles d’étoiles dans l’Univers, et possèdent de la matière ordinaire ou baryonique, constituée d’éléments du tableau périodique, ainsi que de la matière noire, dont la composition reste inconnue. L’un des problèmes majeurs pour comprendre la formation des galaxies est qu’environ 80% des baryons3 qui composent la matière normale des galaxies est manquant. Selon les modèles, ils ont été expulsés des galaxies vers l’espace intergalactique par les vents galactiques créés par les explosions stellaires.

    Une équipe internationale4, mené côté français par des chercheurs du CNRS et de l’Université Claude Bernard Lyon 1, a utilisé avec succès l’instrument MUSE pour générer une carte détaillée du vent galactique entraînant les échanges entre une jeune galaxie en formation et une nébuleuse (un nuage de gaz et poussière interstellaire).

    L’équipe a choisi d’observer la galaxie Gal1 en raison de la proximité d’un quasar, qui servait de “phare” aux scientifiques en les guidant vers la zone d’étude. Ils ont également prévu d’observer une nébuleuse autour de cette galaxie, bien que le succès de cette observation ait été initialement incertain, car la luminosité de la nébuleuse était inconnue.

    Le positionnement parfait de la galaxie et du quasar, ainsi que la découverte des échanges gazeux dus aux vents galactiques, ont permis de dresser une carte unique. Cela a permis la première observation d’une nébuleuse en formation qui émet et absorbe simultanément du magnésium – certains des baryons manquants de l’Univers – avec le Gal1 galaxie.

    Ce type de nébuleuse de matière normale est connue dans l’Univers proche, mais leur existence pour de jeunes galaxies en formation n’avait été que supposée.

    Les scientifiques ont ainsi découvert certains des baryons manquants de l’Univers, confirmant ainsi que 80 à 90 % de la matière normale se trouve en dehors des galaxies, une observation qui permettra d’élargir les modèles d’évolution des galaxies.

    Remarques

    1 — MUSE, qui signifie Multi Unit Spectroscopic Explorer, est un spectrographe 3D conçu pour explorer l’Univers lointain. Le Centre de recherche astrophysique de Lyon (CNRS/Université Claude Bernard-Lyon 1/ENS de Lyon) a dirigé sa construction.

    2 — Des chercheurs du Centre de recherche astrophysique de Lyon (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/ENS de Lyon), du laboratoire Galaxies, étoiles, physique, instrumentation (CNRS/Observatoire de Paris — PSL), et de l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie (CNRS/Université Toulouse III — Paul Sabatier/CNES) a participé au projet.

    3 — Les baryons sont des particules constituées de trois quarks, tels que les protons et les neutrons. Ils constituent les atomes et les molécules ainsi que toutes les structures visibles dans l’Univers observable (étoiles, galaxies, amas de galaxies, etc.). Les baryons “manquants”, qui n’avaient jamais été observés auparavant, doivent être distingués de la matière noire, qui est constituée de matière non baryonique de nature inconnue.

    4 — Y compris des scientifiques de l’Université Saint Mary’s au Canada, de l’Institut d’astrophysique de l’Université de Potsdam en Allemagne, de l’Université de Leiden aux Pays-Bas, de l’Université de Genève et de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich, du Centre interuniversitaire d’astronomie et l’Astrophysique en Inde, et l’Université de Porto au Portugal.

    Source de l’histoire :

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

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