👀 La matière "visible" mais manquante de l'Univers enfin localisée
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Longtemps considérée comme absente, cette matière manquait aux modèles théoriques depuis des décennies. Elle ne se cache ni dans les étoiles ni dans les galaxies, mais se révèle aujourd'hui à travers d'insaisissables signaux venus du fin fond de l'Univers.
Ces signaux, appelés sursauts radio rapides (FRB), se manifestent par des éclairs d'ondes radio qui ne durent que quelques millisecondes. Ils traversent l'espace intergalactique, affectés par tout ce qu'ils rencontrent sur leur chemin vers la Terre. C'est cette interaction qui a permis aux chercheurs de mesurer indirectement une matière diffuse.
À partir de l'analyse de 69 FRB détectés à travers l'Univers, les scientifiques ont pu estimer la densité et la répartition de cette matière, longtemps insaisissable. En étudiant le retard des ondes radio en fonction de leur fréquence, ils ont pu déduire la masse du gaz chaud et dilué qu'elles ont traversé.
Ce gaz forme ce que l'on appelle le milieu intergalactique: une toile de matière chauffée à des millions de degrés, invisible à l'œil nu et difficile à détecter même avec les instruments les plus puissants. Pourtant, c'est là que se concentrerait la majorité de la matière baryonique de l'Univers.
Selon les résultats de l'étude, environ 76 % de cette matière ordinaire se trouve dans ce milieu intergalactique. Les halos galactiques, sphères de gaz entourant les galaxies, en contiennent près de 15 %. Le reste est formé par les étoiles, planètes et gaz froids que nous observons directement.
Ce nouvel équilibre rend compte de toute la matière produite au moment du Big Bang, un résultat que les astronomes attendaient depuis des décennies. Il montre aussi l'intérêt croissant des FRB comme outils d'exploration cosmique.
Pour l'heure, l'origine exacte des FRB reste incertaine, bien que certains soupçonnent des étoiles à neutrons ou des phénomènes extrêmes liés aux trous noirs. Mais leur utilité pour sonder les zones les plus obscures de l'Univers est déjà confirmée.
Ce n'est pas de la matière noire
Il ne faut pas confondre la matière révélée par cette étude avec la matière noire, bien plus énigmatique. La matière récemment localisée est dite "baryonique", c'est-à-dire formée de particules classiques comme les protons et les neutrons. C'est cette matière qui constitue les objets visibles de l'Univers, y compris les étoiles, les planètes et même notre propre corps.
Depuis plusieurs décennies, les physiciens savaient que cette matière baryonique ne représentait qu'une faible part de l'ensemble du cosmos: environ 5 %. Mais les observations ne permettaient de rendre compte que de la moitié de cette portion. L'autre moitié semblait introuvable, bien qu'elle doive exister selon les modèles issus du Big Bang.
La matière noire, en revanche, ne fait pas partie de cette catégorie. Elle représenterait plus d'un quart de la composition de l'Univers, mais elle n'interagit ni avec la lumière ni avec les ondes électromagnétiques. Invisible par nature, elle reste inaccessible aux techniques utilisées ici. Les sursauts radio rapides ont permis d'étudier uniquement la matière ordinaire, désormais mieux cartographiée, mais ils ne disent encore rien sur la matière noire.
Qu'est-ce qu'un sursaut radio rapide (FRB)?
Les sursauts radio rapides sont des impulsions d'ondes radio extrêmement courtes, d'une durée de quelques millisecondes. Ils sont parmi les phénomènes les plus énergétiques de l'Univers, bien que leur origine reste mystérieuse.
La plupart des FRB proviennent de l'extérieur de la Voie lactée, ce qui les rend difficiles à étudier. Leur découverte a ouvert une nouvelle fenêtre sur l'étude de l'Univers, permettant aux scientifiques de sonder des régions autrement inaccessibles.
Les théories sur leur origine incluent des étoiles à neutrons hautement magnétisées, des collisions entre objets compacts, ou même des signaux extraterrestres. Cependant, aucune de ces hypothèses n'a été confirmée de manière définitive.
L'étude des FRB continue de progresser, avec des instruments plus sensibles et des méthodes d'analyse améliorées. Ces efforts pourraient bientôt percer le mystère de ces signaux cosmiques énigmatiques.
Comment la matière baryonique influence-t-elle l'Univers?
La matière baryonique, bien que ne représentant qu'une petite fraction de l'Univers, joue un rôle crucial dans la formation des structures cosmiques. Elle constitue les étoiles, les planètes et tout ce que nous pouvons voir et toucher.
Cette matière interagit avec la lumière, permettant aux astronomes de l'étudier directement. Cependant, une grande partie était jusqu'à récemment invisible, cachée dans l'espace intergalactique sous forme de gaz diffus.
La découverte de cette matière manquante aide à résoudre des questions fondamentales sur l'évolution de l'Univers. Elle confirme également les modèles cosmologiques prédisant la quantité totale de matière baryonique produite lors du Big Bang.
Comprendre la distribution et les propriétés de la matière baryonique est essentiel pour percer les secrets de la formation des galaxies et de la structure à grande échelle de l'Univers.