Fournaise cosmique et matière noire

Publié par Adrien le 11/12/2020 à 09:00
Source: CEA IRFU
Trois observatoires de premier plan (Subaru, GBT et XMM-Newton) se sont associés pour observer la collision d'une paire d'amas de galaxies, HSC J023336-053022 (XLSSC 105), située à quatre milliards d'années-lumière.


Image composite formée par la combinaison des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) obtenues par les trois observatoires, optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...), radio et X, chacun apportant son lot d'information sur la région visée. Les galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...) individuelles au sein de l'amas apparaissent en orange et la matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre), traduction de l’anglais...) - qui cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le...) l'emplacement des deux sous-amas - en bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs...) (via des observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) optiques de Subaru). Le gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) chaud et dense apparaît en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde...) (rayons X de XMM-Newton), tandis que sa composante externe, plus tenue et à haute pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) apparaît en rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...) (radio du télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) Green Bank en Virginie, États-Unis). Ce gaz, connu sous le nom de "milieu intra-amas", remplit l'espace entre les galaxies. Crédits: Radio: GBT Green Bank Observatory/National Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...) Foundation (NSF); Optical: Subaru (Subaru est un constructeur automobile japonais, né en 1956, et faisant partir du groupe Fuji Heavy...) Telescope, National Astronomical Observatory of Japan/HSC-SSP collaboration; X-ray: European Space Agency (ESA)/XMM-Newton/XXL survey consortium.

La spectaculaire image résultant des données prises par Subaru dans le domaine visible, le Green Bank Telescope en radio et enfin le satellite (Satellite peut faire référence à :) à rayons X XMM-Newton dans lequel est particulièrement impliqué le Département d'Astrophysique/ Laboratoire AIM du CEA Paris-Saclay à travers de son programme XMM-XXL, montre que la violence du choc (Dès que deux entitées interagissent de manière violente, on dit qu'il y a choc, que ce soit de...) chauffe le gaz situé entre les amas à plus 400 millions de degrés. Elle permet également de cartographier de manière indirecte la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) noire présente dans le système. Le compte-rendu de ces travaux est paru dans la revue MNRAS de Septembre 2020 et Marguerite Pierre, responsable du programme XMM-XXL au CEA, nous livre sa vision personnelle de ce résultat.

De l'art dans la science

Vassily Kandinsky était vraiment un visionnaire puisque, dès 1923 (Kreise im Kreis), il avait imaginé que l'on pourrait étudier la structure de l'univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) à l'aide des rayons X nous parvenant du Cosmos. Certes, c'était à l'issue du grand débat (Un débat est une discussion (constructive) sur un sujet, précis ou de fond, annoncé à l'avance,...) Shapley-­Curtis (1920), disputation qui entérina le fait que les nébuleuses spirales ((voir page de discussion)) se trouvaient bien hors de la Voie Lactée (La Voie lactée (appelée aussi « notre galaxie », ou parfois...), ouvrant ainsi de nouvelles perspectives sur l'étendue de l'univers mais bien avant les premiers pas de l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...) en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) X, qui eurent lieu dans les années 60.

C'est donc tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) naturellement que le programme de cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système...) XXL, qui conduit un grand relevé du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) avec l'observatoire XMM, a élu le tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) Kreise im Kreis comme logo (voir interprétation sur le site XXL). Le mot associé - Über die Kunst in der Wissenschaft (De l'art dans la science) - fait écho à l'ouvrage fameux de Kandinsky: Über das Geistige in der Kunst (Du spirituel dans l'art).

La collaboration européenne XMM-XXL vient d'achever une nouvelle étude polychrome figurative en partenariat avec des astronomes japonais pour la partie en lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre...) (instrument HSC du télescope Subaru) et américains pour le domaine radio (télescope de Green Bank).

Sur toile de fond d'une collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de...) entre deux amas de galaxies (Un amas de galaxies est l'association de plus d'une centaine de galaxies liées entre elles par la...) (en lumière jaune), se détachent le gaz intra-amas rayonnant en X (vert) et l'émission d'un gaz plus ténu révélée par les ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) radio (rouge). La matière noire, dont on ne sait rien, mais sans laquelle on ne peut concevoir l'univers tel que nous l'observons, est matérialisée par les deux disques bleus. La position et l'étendue de cette composante invisible ont été révélées par l'analyse des micro-distorsions de la trame (Le mot trame peut désigner :) (cosmique).

En ces temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) austères, l'astronomie et l'art - deux occupations non essentielles - viennent heureusement nous rappeler ce que Blaise Pascal (Blaise Pascal, né le 19 juin 1623 à Clairmont (aujourd'hui Clermont-Ferrand),...) avait entrevu: il n'est question que d'avoir bonne vue, mais il faut l'avoir bonne: car les principes sont si déliés et en si grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...), qu'il est presque impossible qu'il n'en échappe1.

Note:
1Pascal, Pensées B.1 (Différence entre l'esprit de géométrie (La géométrie est la partie des mathématiques qui étudie les figures de l'espace...) et l'esprit de finesse)

Contacts CEA:
Marguerite Pierre

Publication:
"Active gas features in three HSC-SSP CAMIRA clusters revealed by high angular resolution analysis of MUSTANG-2 SZE and XXL X-ray observations" Okabe et al,
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Sept. 2020, https://arxiv.org/abs/1911.09236
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