Une cartographie de centaines de milliers de galaxies actives révèle une asymétrie bien plus forte que celle attendue de notre propre mouvement dans l'Univers.
Pour comprendre, il faut regarder le ciel dans toutes les directions et compter des objets très lointains. Si l'Univers est globalement uniforme, leur répartition doit devenir régulière à très grande échelle. Notre propre déplacement crée toutefois une petite différence apparente entre une direction du ciel et la direction opposée. Cette variation porte le nom de dipôle.
Les galaxies M81 et M82 observées en infrarouge par WISE, sur un fond rempli d’étoiles.
Crédit : NASA/JPL-Caltech/UCLA
Les chercheurs ont utilisé les observations infrarouges de WISE, un télescope spatial ayant cartographié tout le ciel. Ils ont recherché des noyaux actifs de galaxies. Ces régions très lumineuses entourent des trous noirs géants qui absorbent de la matière. Après plusieurs sélections destinées à limiter les sources parasites, leur échantillon final compte 636 966 candidats.
Notre mouvement est déjà mesuré grâce au fond diffus cosmologique, une lumière émise lorsque l'Univers était très jeune. Son dipôle correspond à une vitesse d'environ 370 km/s par rapport à ce rayonnement. Le même mouvement devrait produire une légère asymétrie dans le nombre de galaxies observées selon la direction regardée.
Pourtant, le signal mesuré avec les noyaux galactiques est environ 2,5 fois plus fort que cette prévision. L'écart atteint 5,3 sigma, une mesure statistique indiquant qu'il est difficile de l'attribuer à une simple fluctuation aléatoire. La direction du dipôle observé diffère aussi de celle obtenue avec le fond cosmologique.
Cartes du ciel de sources radio et de quasars WISE montrant une anisotropie dipolaire dans leur répartition.
Crédit : Secrest et al. / University of Oxford
L'équipe a notamment amélioré la manière de sélectionner les objets grâce à leurs lumières infrarouges. Ce point compte, car les critères de sélection peuvent eux-mêmes modifier légèrement l'asymétrie mesurée. Les chercheurs ont donc adapté leur calcul à cet effet.
Plusieurs explications sont possibles. Des irrégularités dans les relevés peuvent créer un faux signal. La répartition de la matière relativement proche peut aussi intervenir. Une autre possibilité serait que la matière et le fond cosmologique ne définissent pas exactement le même repère au repos.
Reste donc à départager un effet lié aux observations d'un véritable phénomène cosmologique. D'autres relevés, réalisés avec des instruments et des méthodes différentes, pourront tester la même asymétrie. Une concordance entre plusieurs catalogues indépendants rendrait beaucoup plus difficile l'explication par un biais propre à WISE.