Aurait-on découvert la matière cachée de l'Univers ?

Publié par Adrien le 07/11/2020 à 09:00
Source: CNRS
Les astrophysiciens estiment que près de 40 % de la matière ordinaire qui constitue les étoiles, planètes et galaxies demeure inobservée, cachée sous la forme d'un gaz chaud dans les méandres de la toile cosmique. Des scientifiques 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...) d'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des...) spatiale (CNRS/Université Paris-Saclay) auraient pour la première fois mis en évidence cette matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide,...) cachée grâce à une étude statistique (Une statistique est, au premier abord, un nombre calculé à propos d'un échantillon. D'une façon générale, c'est le...) innovante de 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, etc.) âgées de 20 ans. Leurs résultats sont publiés dans Astronomy & Astrophysics le 6 novembre 2020.


Image simulée de l'émission dans le domaine des rayons X du gaz contenu dans les filaments de la toile cosmique.

Les galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec ce titre elle a connu deux existences, prenant par ailleurs la suite de deux autres Galaxie, cette...) se distribuent dans l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) sous la forme d'un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud (node)...) complexe de noeuds connectés entre eux par des filaments, eux même espacés par des vides. C'est ce qu'on appelle la toile cosmique. Ses filaments renfermeraient la quasi-totalité de la matière ordinaire, appelée baryonique, sous la forme d'un gaz diffus et chaud. Mais le 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...) provenant de cette phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) clairsemée de gaz fait qu'en pratique, 40 à 50 % des baryons manquent à l'appel.

Ce sont ces baryons manquants, cachés dans la structure filamentaire de la toile cosmique, que traquent Nabila Aghanim, chercheuse du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français...) à l'Institut d'astrophysique spatiale (CNRS/Université Paris-Saclay), Hideki Tanimura, son post-doctorant, et leurs collègues. Dans une nouvelle étude, financée par le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) ERC ByoPiC, ils font état d'une analyse statistique qui révèle pour la première fois l'émission, dans le domaine des rayons X, de baryons chauds peuplant les filaments. Ce résultat se fonde sur l'empilement du signal dans le domaine des rayons X, issu du relevé ROSAT, d'environ 15 000 filaments cosmiques de grande taille, identifiés dans le relevé de galaxies SDSS. L'équipe a ainsi tiré parti de la coïncidence spatiale entre la position des filaments et l'émission X qui y est associée pour apporter des preuves tangibles de la présence du gaz chaud dans la toile cosmique et en mesurer pour la première fois la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante,...).

Ce résultat conforte de précédentes analyses de la même équipe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la...), fondées sur des détections indirectes du gaz chaud dans la toile cosmique via son effet sur le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement « qui est fouillé ») est le reste (coquille, os, dent,...). Il ouvre la voie à des études plus détaillées qui permettront grâce à des données de meilleure qualité de tester l'évolution du gaz dans la structure filamentaire de la toile cosmique.

Bibliographie:
First statistical detection of X-ray emission from cosmic-web filaments.
Tanimura, H.; Aghanim, N.; Kolodzig, A.; Malavasi, N.; Douspis, M. Le 6 novembre 2020, A&A. 2020, A&A, 643, L2.https://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/202038521
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