Les Galaxies grandissent dans des berceaux de matière noire

Publié par Florent le 28/12/2005 à 00:00
Source: Suabaru Telescope News Release
Illustration: NAOJ
Des astronomes ont découvert des indications très claires selon lesquelles les masses de matière noire, où sont plongées les galaxies, jouent le rôle de fondations, de crèches, propices à la naissance de nouvelle galaxies, et ceci à une distance de 12 milliards d'années-lumière. Un seul nid (Le nid désigne généralement la structure construite par les oiseaux pour contenir...) peut être le lieu de naissance d'un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de jeunes galaxies (Galaxies est une revue française trimestrielle consacrée à la science-fiction. Avec...). Ces résultats, obtenus par les chercheurs du Space Telescope Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...) Institute, de l'observatoire astronomique (Un observatoire astronomique est un lieu destiné à l'observation astronomique. Les laboratoires...) national du Japon et de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Tokyo, confirment les prédictions de la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) cosmologique prédominante actuelle, connue sous le nom de modèle de la matière noire (En astrophysique, la matière noire (ou matière sombre), traduction de l’anglais...) froide.


Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités...) de jeunes galaxies éloignées de 12 milliards d'années-lumière

Des études récentes montrent que la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) noire est 7 fois plus massive (Le mot massif peut être employé comme :) que la matière ordinaire. Pourtant, sa détection reste très difficile en raison de son interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) plus que limitée avec la matière visible. Invisible à nos télescopes de manière directe, elle révèle pourtant sa présence par ses intenses effets gravitationnels sur les gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) proches, les étoiles et même les galaxies.

Dans la liste des phénomènes gravitationnels, il en est un parmi les plus courants: le rassemblement de deux galaxies. En étudiant la manière dans laquelle ils se produisent, il est possible de déterminer la distribution de la matière noire et son influence sur la naissance et la croissance des galaxies. Autrefois, il était extrêmement difficile d'étudier de tels phénomènes avec de jeunes galaxies, car les grandes distances nous séparant d'elles les rendent à peine visibles, de plus en observer un nombre suffisant relevait du challenge.

Masami Ouchi du Space Telescope Science Institute et ses collègues ont fait usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) du télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) Subaru (Subaru est un constructeur automobile japonais, né en 1956, et faisant partir du groupe Fuji Heavy...) et de sa caméra (Le terme caméra est issu du latin : chambre, pour chambre photographique. Il désigne un appareil...) Suprime-Cam pour étudier une portion du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) de la Baleine (La baleine est un mammifère marin de grande taille classé dans l'ordre des...), nommée "Subaru/XMM-Newton Deep Survey Field" (SXDS). Cette portion du ciel couvre un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) apparent 5 fois supérieur à la taille de la Lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du...). En prenant des clichés dans 3 couleurs différentes du domaine spectral visible, l'équipe SXDS fut capable de dénicher 17 000 (nombre 10 fois supérieur aux précédentes études de telles galaxies) jeunes galaxies situées à une distance moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) de 12 milliards d'années-lumière. Et les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) nous indiquent 2 faits:
- il y a de nombreuses paires de galaxies séparées par une distance de moins de 800 000 années-lumière.
- même sur de longues distances, les galaxies sont fortement rassemblées.

Ces deux faits sont prévisibles dans un environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) tel qu'un nid de matière noire. L'équipe SXDS compara les résultats de l'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) aux prédictions théoriques du modèle de matière noire froide, et il ressortit de ce travail qu'un tel nid devrait peser autant que 600 milliards de Soleils (Soleils est une association à but humanitaire implantée sur le campus de Supélec...) et couver de multiples jeunes galaxies.

Indépendamment, Nobunari Kashikawa et ses collègues de l'observatoire national du Japon, réitérèrent l'étude sur une portion plus petite du ciel dans la constellation "Chevelure de Berenice", le Subaru Deep Field (SDF), et ce avec les mêmes instruments. Le champ d'observation ne dépassait pas la taille de la Lune mais la précision des images fut doublée. 5000 jeunes galaxies furent trouvées à une distance de 12 milliards d'années-lumière, 800 autres encore plus jeunes à 12,5 milliards d'années-lumière. Durant l'étude, l'équipe SDF fut également capable de vérifier l'identité spectrale des galaxies avec les télescopes Subaru et Keck. Les conclusions obtenues à partir des résultats furent exactement identiques à celles de l'équipe SXDS. Qui plus est, en comparant ces données aux simulations numériques d'une équipe de l'université de Tokyo sur la croissance des nuages de matière noire froide, il ressort une dernière conclusion: les nuages de matière noire les plus massifs contiennent plus de galaxies brillantes.

Finalement, les deux équipes trouvèrent ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection...) la première évidence concrète (La concrète est une pâte plus ou moins dure obtenue après extraction d’une...) de la naissance et de la croissance des jeunes galaxies dans des nuages de matière noire, ainsi que le fait que de tels nuages contiennent un très grand nombre de ces jeunes astres.

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