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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 (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement,...) du sondage ( Un sondage peut désigner une technique d'exploration locale d'un milieu particulier. Un sondage peut également être une méthode statistique d'analyse d'une population humaine ou non humaine à partir d'un échantillon de cette population. ...) KiDS (Kilo Degree Survey) pour étudier les déviations que subit la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à...) 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 (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. 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...) 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 (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la...) 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 souvent...) 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...) 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,...) (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...).

Le cisaillement cosmique résulte de l'action gravitationnelle, non pas d'amas de galaxies, mais de structures situées à plus grande échelle (La grande échelle, aussi appelée échelle aérienne ou auto échelle, est un véhicule utilisé par les sapeurs-pompiers, et qui...) 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. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des temps par les...) 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 éclairent le ciel. Son début (par...) 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 d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande...) du satellite (Satellite peut faire référence à :) Planck de l'Agence Spatiale Européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est une agence spatiale intergouvernementale fondée le 31 mai 1975. Elle est chargée de la...), 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 (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de morcellement - un paramètre (Un paramètre est au sens large un élément d'information à prendre en compte pour prendre une décision ou pour effectuer un calcul.) cosmologique clé -nettement inférieur à celui déduit des données de Planck (3).

Massimo Viola d'expliquer: "Ce dernier résultat suggère que la matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre) désigne la matière apparemment indétectable, invoquée pour rendre compte d'effets inattendus, notamment au sujet des galaxies. Différentes hypothèses ont été émises et explorées sur la...) 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 sciences (« heure solaire »...) 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 (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) d'Edimbourg au Royaume-Uni et co-autrice de l'étude, ajoute: "Découvrir ce qui s'est passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur...) 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 l’ensemble des modèles...) 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 rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début...). 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 qui subsiste le plus...) 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 l’île-continent...), en Italie, à Malte et au Canada.

(2) Cette surface équivaut à quelque 450 degrés carré (Un carré est un polygone régulier à quatre côtés. Cela signifie que ses quatre côtés ont la même longueur et ses quatre angles la même mesure. Un...), 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 (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à...) 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 membres de l'ensemble s'ils étaient tous identiques...) 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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