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D’après une nouvelle analyse du ciel, des scientifiques ont retrouvé la moitié manquante de la matière visible de l’Univers. Explications.
Les recoins cachés de l’Univers
Une équipe internationale d’astronomes et d’astrophysiciens a développé une technique qui révèle les recoins cachés de l’Univers. Les détails de leur analyse sont disponibles sur arXiv. Cette dernière confirme que la moitié manquante de la matière de l’Univers prend la forme d’une brume intergalactique d’hydrogène expulsée plus loin des noyaux actifs des galaxies que quiconque ne le pensait auparavant.
« Nous pensons qu’une fois que nous nous éloignons de la galaxie, nous récupérons tout le gaz manquant », a expliqué l’astronome Boryana Hadzhiyska de l’université de Californie à Berkeley et du Laboratoire national Lawrence-Berkeley. « Pour être plus précis, nous devons procéder à une analyse minutieuse à l’aide de simulations, ce que nous n’avons pas encore fait. Nous voulons faire un travail minutieux. »
La matière normale, aussi appelée matière baryonique, représente environ 5 % de la répartition matière-énergie de l’Univers. Le reste est constitué de matière noire (27 %) et d’énergie noire (68 %). La matière noire et l’énergie noire sont deux choses bien différentes, mais le mystère de la matière baryonique manquante intrigue les scientifiques depuis des décennies. Toutefois, nous ignorons où se trouve une grande partie de cet hydrogène qui représente environ 90 % de l’Univers en atomes et 73 % en masse. Une grande partie de la matière baryonique manquante est donc de l’hydrogène. Les chercheurs estiment que nous avons déplacé plus de 50 % de l’hydrogène de l’Univers.
Un nuage d’hydrogène invisible
Par ailleurs, il faut savoir que l’hydrogène dans l’espace peut être ionisé grâce au rayonnement. Cela le fait briller faiblement. Mais, dans l’espace, entre les galaxies, le gaz est trop diffus et la lueur est trop faible pour que cela soit facilement détectable. « Mais il existe plusieurs façons de détecter un nuage d’hydrogène invisible. Une méthode qui gagne en popularité consiste à observer les variations de la lumière qui se trouve derrière lui : le fond diffus cosmologique , la première lumière fossilisée de l’Univers qui imprègne le cosmos », a rapporté Simone Ferraro du Laboratoire national Lawrence-Berkeley.
Le spécialiste ajoutant : « Le rayonnement de fond diffus cosmologique se trouve à l’arrière-plan de tout ce que nous observons dans l’Univers. C’est la limite de l’Univers observable. On peut donc l’utiliser comme rétroéclairage pour repérer le gaz. Lorsque cette lumière traverse des nuages diffus d’hydrogène ionisé, elle peut s’éclaircir ou s’atténuer en diffusant les électrons du gaz. C’est ce qu’on appelle l’ effet cinématique Sunyaev-Zel’dovich. Comme vous pouvez l’imaginer, le rayonnement de fond diffus cosmologique est très faible et difficile à observer. La solution est donc l’empilement. On prend un ensemble d’observations et on les superpose pour mettre en évidence des caractéristiques très, très faibles. Nous avons appliqué cette méthode à plus d’un million de galaxies rouges brillantes situées dans un rayon de 8 milliards d’années-lumière de la Voie lactée. »
Un halo plus grand que prévu
Résultats : les astronomes ont montré que le halo d’hydrogène entourant ces galaxies est bien plus grand que prévu. Ils offrent également la possibilité que ces halos soient bien plus grands que ce que cette étude a pu mettre au jour. « Les mesures sont certainement cohérentes avec la découverte de tout le gaz », a précisé Simone Ferraro.
En outre, la découverte de halos plus grands que prévu suggère que l’activité des trous noirs pourrait être épisodique, alternant entre allumages et extinctions. « Ce travail ouvre la porte à une nouvelle voie de recherche passionnante », ont conclu les chercheurs.
Par ailleurs, une force inconnue ralentit la formation de l’Univers.