Des scientifiques localisent la matière manquante de l’univers autour des galaxies

Les astronomes ont identifié l'emplacement de la matière ordinaire "manquante" de l'univers, la trouvant dispersée dans de vastes nuages diffus s'étendant sur des millions d'années-lumière depuis les galaxies, bien plus loin que ce que les simulations avaient prédit.

Un nouveau recensement cosmique

Dans une étude publiée dans Physical Review Letters, des chercheurs de la collaboration CHIME/Fast Radio Bursts ont développé une méthode croisant des milliers de détections de sursauts radio rapides (FRB) avec les positions cartographiées de millions de galaxies. L'équipe, dirigée par Haochen Wang, doctorant à l'Institut Kavli d'astrophysique et de recherche spatiale du MIT, et Kiyoshi Masui, professeur associé de physique au MIT, a analysé 2 870 signaux FRB captés par le radiotélescope CHIME en Colombie-Britannique. Ils ont ensuite comparé ces données avec les emplacements de plus de six millions de galaxies cataloguées par le DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) à l'observatoire national de Kitt Peak en Arizona.sflorg+1

La technique repose sur une propriété des sursauts radio rapides : à mesure que ces flashs d'ondes radio millisecondes traversent l'espace, ils sont "étalés" par la matière qu'ils rencontrent. Les longueurs d'onde de plus basse énergie sont davantage retardées que celles de plus haute énergie. En mesurant ce degré d'étalement, les chercheurs peuvent calculer précisément la quantité de matière rencontrée par chaque sursaut lors de son voyage vers la Terre.miragenews+1

Plus loin que prévu

L'analyse a révélé que la matière baryonique manquante, composée de protons, de neutrons et d'électrons non comptabilisés par les étoiles et les galaxies, se rassemble dans des "nuages" diffus entourant les groupes de galaxies. Ces nuages s'étendent sur environ quatre millions d'années-lumière depuis leurs galaxies hôtes, bien au-delà des prédictions des simulations informatiques.sflorg+1

"Une galaxie mesure peut-être quelques centaines de milliers d'années-lumière de diamètre, et nous avons trouvé de la matière manquante jusqu'à environ 4 millions d'années-lumière", a déclaré Masui. "C'est beaucoup plus loin que ce que prédisent les simulations".sflorg

Ces résultats suggèrent que les jets de trous noirs, les supernovas et d'autres processus galactiques énergétiques expulsent le gaz avec une force bien supérieure à ce que les chercheurs supposaient. "Nous découvrons que l'activité dans les galaxies est plus désordonnée que nous le pensions", a déclaré Wang. "Elles ressemblent davantage à des fontaines et expulsent réellement le gaz sur de très grandes distances".sflorg

Un outil évolutif

Victoria Kaspi, professeure de physique à l'Université McGill et co-auteure de l'étude, a qualifié les sursauts radio rapides d'"incroyablement efficaces pour sonder la distribution de la matière dans l'univers". CHIME ayant détecté environ 4 000 FRB depuis le début de ses observations, l'équipe s'attend à ce que la méthode devienne plus précise à mesure que les données s'accumulent. "Nous avons réussi à le faire fonctionner pour la première fois, et nous le ferons fonctionner avec encore plus de précision à mesure que les données s'amélioreront", a déclaré Masui.miragenews