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Posté par Adrien le Vendredi 09/12/2016 à 00:00
La matière noire pourrait être plus homogène qu'attendu
L'analyse des résultats d'un vaste sondage galactique effectué au moyen du Télescope de Sondage qui équipe le VLT de l'ESO au Chili, laisse à penser que la matière noire pourrait être moins dense et distribuée de façon plus homogène qu'attendu au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des...) de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.). Une équipe internationale a utilisé les données du sondage ( Un sondage peut désigner une technique d'exploration locale d'un milieu particulier. Un sondage peut également être une méthode statistique...) KiDS (Kilo Degree Survey) pour étudier les déviations que subit la lumière émise par 15 millions de galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par...) distantes sous l'influence gravitationnelle de la matière aux plus grandes échelles de l'Univers. Les résultats obtenus paraissent en désaccord avec les données issues des observations du satellite Planck (Planck est un satellite artificiel de l'Agence spatiale européenne qui doit être lancé en septembre 2008.).


Une équipe internationale d'astronomes (1) menée par Hendrik Hildebrandt de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical...) d'Astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas être confondue avec la...) Argelander de Bonn en Allemagne, et Massimo Viola de l'Observatoire Leiden aux Pays-Bas, a analysé les images du sondage KiDS (Kilo Degree Survey) acquises au moyen du VST, le Télescope de Sondage  installé sur le VLT de l'ESO au Chili. Pour les besoins de cette analyse, l'équipe a utilisé des images du sondage relatives à cinq zones du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.), couvrant une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) totale équivalant à 2200 fois la superficie (L'aire ou la superficie est une mesure d'une surface. Par métonymie, on désigne souvent cette mesure par le terme « surface » lui-même (par exemple, on parle de la « surface d'un...) de la pleine Lune (La pleine Lune est la phase lunaire durant laquelle la Lune apparaît la plus brillante depuis la Terre, de par le fait que nous voyons, lors de cette phase, presque toute la surface lunaire éclairée par le Soleil. La pleine...) (2) et constituées de quelque 15 millions de galaxies.

L'exceptionnelle qualité d'image qu'offre le VST sur le site de Paranal, combinée à l'utilisation de logiciels informatiques novateurs, a permis à l'équipe de mesurer, avec une précision rarement égalée, les effets du cisaillement cosmique. Il s'agit d'une subtile variante de l'effet de lentille gravitationnelle (Les lentilles gravitationnelles déforment l'image que l'on reçoit d'un objet astronomique comme une galaxie.) faible, soit de cette légère déviation que subit la lumière en provenance de lointaines galaxies lors de son passage à proximité de grandes quantités de matière, tels des amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la gravitation. En deçà de 100, on parle plutôt de groupe de galaxies, même si la frontière entre...).

Le cisaillement cosmique résulte de l'action gravitationnelle, non pas d'amas de galaxies, mais de structures situées à plus grande échelle de l'Univers. La lumière s'en trouve également déviée, mais d'un facteur réduit. Pour pouvoir mesurer le très faible signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières....) de cisaillement cosmique et en déduire la distribution spatiale de matière gravitationnelle, les astronomes doivent utiliser les données issues de sondages vastes et profonds à la fois, tel KiDS. Cette étude repose sur la cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de données sur un support réduit représentant un espace...) d'une région très étendue du ciel - la plus étendue à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil...) à être analysée au moyen de cette technique.

Curieusement, les résultats de cette analyse semblent en désaccord avec les données d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) du satellite (Satellite peut faire référence à :) Planck de l'Agence Spatiale (Une agence spatiale est un organisme d'État ayant pour but d'étudier l'Espace et de développer et gérer des programmes spatiaux) Européenne, une mission spatiale phare dédiée à l'étude des propriétés fondamentales de l'Univers. A titre d'exemple, les mesures effectuées par l'équipe KiDS attribuent à la matière qui compose l'Univers un degré de morcellement - un paramètre cosmologique clé -nettement inférieur à celui déduit des données de Planck (3).

Massimo Viola d'expliquer: "Ce dernier résultat suggère que la matière noire qui compose la toile cosmique et représente le quart du contenu de l'Univers, est moins grumeleuse que nous le pensions."

La matière noire résiste à toute détection. Seuls ses effets gravitationnels suggèrent son existence. Des études telle que celle-ci constituent le meilleur moyen, à l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en...) actuelle, de déterminer la forme, l'échelle ainsi que la distribution spatiale de cette matière invisible.

Le surprenant résultat de cette étude questionne par ailleurs notre compréhension actuelle de l'Univers et de son évolution au cours des quelque 14 derniers milliards d'années. Un tel désaccord avec les résultats bien établis de Planck oblige les astronomes à revoir leur compréhension de certains des aspects fondamentaux de l'évolution de l'Univers.

Hendrik Hildebrandt ajoute: "Nos résultats permettront d'affiner les modèles théoriques retraçant l'évolution de l'Univers depuis sa création jusqu'à nos jours."

L'analyse KiDS des données acquises par le VST constitue une étape importante. Toutefois, les télescopes à venir permettront d'effectuer des sondages toujours plus étendus et profonds du ciel.

Catherine Heymans de l'Université d'Edimbourg au Royaume-Uni et co-autrice de l'étude, ajoute: "Découvrir ce qui s'est passé depuis le Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que...) représente un défi complexe. Mais en poursuivant l'étude du ciel profond, nous pourrons mieux connaître le processus d'évolution de notre Univers."

"Une étrange discordance avec la cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système physique.) de Planck se fait jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les...). Les missions à venir telle la mission spatiale EUCLID ou bien encore le Grand Télescope de Sondage Synoptique nous permettront de réitérer ces mesures et de mieux comprendre ce que l'Univers nous raconte réellement" conclut Konrad Kuijken (Observatoire Leiden, Pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas...) Bas), principal instigateur du sondage KiDS.

Notes

(1) L'équipe internationale KiDS est composée de chercheurs exerçant en Allemagne, aux Pays-Bas, au Royaume-Uni, en Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de l'Océanie. En plus de...), en Italie, à Malte et au Canada.

(2) Cette surface équivaut à quelque 450 degrés carré, ce qui correspond à 1% de la totalité du ciel.

(3) Le paramètre mesuré est noté S8. Sa valeur résulte de la combinaison (Une combinaison peut être :) de la taille des fluctuations de densité au sein d'une section de l'Univers et de la densité moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des...) de cette même section. Les grandes fluctuations dans les régions de l'Univers caractérisées par une densité moindre ont des effets semblables à ceux générés par des fluctuations de plus faible amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) au sein de régions plus denses, et les deux types de fluctuations ne peuvent être différenciées au moyen d'observations de l'effet de lentille faible. Le chiffre (Un chiffre est un symbole utilisé pour représenter les nombres.) 8 se réfère par convention à la taille d'une cellule de 8 mégaparsecs.


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Source: ESO
 
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