Superamas de galaxies : « choc des Titans » à 7 milliards d’années-lumière de la Terre

Image composite (visible et rayon-x) de l'amas de galaxies "El Gordo"
Image composite (visible et rayon-x) de l'amas de galaxies "El Gordo"
Image composite (visible et rayon-x) de l’amas de galaxies « El Gordo » – la nébulosité bleu représente la distribution de l’énigmatique matière noire et la couleur rose signale le gaz très chauds qui enveloppent les centaines de galaxies – téléchargez l’image en très haute résolution ici (Attention : 25,3 Mb !)

Détecté début 2012, l’amas de galaxies surnommé « El Gordo » est le théâtre d’un « choc des Titans » stupéfiant à plus de 7 milliards d’années-lumière de la Terre. Sa masse a été revue avec une hausse de 43 % à partir des observations d’Hubble et Chandra.

Débusqué en janvier 2012 par le Very Large Telescope (au Chili) et Chandra, à une distance supérieure à 7 milliards d’années-lumière de nous en direction de la constellation australe du Phœnix, l’amas de galaxies ACT-CL J0102-4915 (c’est son vrai nom !) fut dans la foulée surnommé par les astronomes « El Gordo«  — «  le gras » en espagnol —, pour sa masse extraordinairement élevée. Cependant, prés de deux ans plus tard, une équipe de chercheurs emmenée par James Jee (Université de Californie) a souhaité revoir les caractéristiques de ce gigantesque essaim qui réunit plusieurs centaines de galaxies et réévaluer sa masse globale. « Nous nous demandions ce qu’il se passe lorsqu’on attrape un amas en pleine fusion et comment ce processus influence à la fois les gaz chauds et le mouvement des galaxies » raconte John Hughes (Université Rutgers). Certaines questions en suspens sur la « fiabilité des estimations de la masse » demandaient un éclaircissement. «Nous avions un besoin urgent d’une estimation indépendante et plus robuste sur sa masse ainsi que sa rareté au regard des modèles cosmologiques actuels » poursuit Felipe Menanteau, chercheur à l’Université de l’Illinois.

Un géant sous-estimé

Pour leurs investigations, les scientifiques ont fait appel aux télescopes spatiaux Hubble et Chandra. Une collecte d’informations qui a nécessité plus de 97 heures de pause dans les rayonnements visibles (le premier) et x (le second). Après examen, il apparait en effet que « El Gordo » fut largement sous-évalué. En réalité, il serait 43 % plus « gras » que ce qu’ils pensaient. Ce n’est plus vraiment un monstre quelconque. Sa masse s’élèverait ainsi à quelque 3 billiards de fois celle du Soleil (3 millions de milliards de soleils soit 3 000 fois la Voie Lactée !). Cela comprend bien sûr les milliards d’étoiles résidant dans chacune des galaxies de l’ensemble lesquelles sont emballées dans d’immenses volumes de gaz très chaud et de l’insaisissable matière noire. Ce dernier ingrédient, bien qu’invisible — et inconnu —, domine le superamas. Alors, diriez-vous, comment peut-on l’affirmer si on ne le voit pas ? Pour cela, les astrophysiciens ont pris l’habitude de réaliser une estimation indirecte de ce type d’objet en étudiant la déformation imprimée à l’espace-temps par leur masse. Un phénomène prédit par la relativité générale d’Einstein nommé en l’occurrence « lentille gravitationnelle faible« . Aussi, plus la masse de l’amas au premier plan est importante, plus la distorsion des galaxies situées à l’arrière-plan est forte.

Superamas de galaxies "El Gordo" photographié dans le visible par Hubble
Superamas de galaxies « El Gordo » photographié dans le visible par Hubble – téléchargez l’image en haute résolution ici (1 Mb)

« Le choc des titans »

La mégastructure de « El Gordo » est, somme toute, l’œuvre d’une collision titanesque en cours entre deux immenses amas galactiques. Un cas de figure qui n’est certes pas rare dans notre univers récent et rappelle celui de l’amas du Boulet (constellation de la Carène), distant d’environ 3,7 milliards d’années-lumière. En revanche, à 7 milliards d’années-lumière et au-delà — au sein d’un Univers plus jeune — c’est beaucoup moins fréquent comme le propose les cosmologistes.

Pour la suite, les chercheurs envisagent de dresser un portrait plus complet et grand champ de ce monstre, véritable Hécatonchire. Nous n’en distinguons ici que la tête et les épaules « mais nous ne savons pas de quoi ont l’air ses jambes » déclarait le professeur Menanteau. « C’est pourquoi nous avons besoin d’un plus grand champ pour étudier le géant ».

Crédit photo : NASA/ESA/Hubble/Chandra.

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