Cartographie de la matière noire dans un amas de galaxies

Cartographie de la matière noire dans un amas de galaxies
Cartographie de la matière noire dans un amas de galaxies (cliquez pour agrandir)

Des chercheurs qui « tâtonnent » l’Univers afin d’identifier et comprendre l’insaisissable matière noire ont établis une carte de celle-ci au sein d’un amas de galaxies.

La matière noire demeure un épais mystère pour tous les physiciens de la planète. De nature exotique, elle échappe pour l’instant à la sensibilité de tous les détecteurs existants. Et pourtant, elle représente 24 % de la masse de l’Univers contre mois de 4 % pour la matière visible ou baryonique. Elle est dominante à travers tout le cosmos …

Tous les moyens sont bons pour la débusquer. Une équipe de cosmologistes a ainsi étudiée et comparée les observations réalisées avec l’Advanced Camera for Surveys (ACS) du télescope spatial Hubble, de l’amas de galaxies Abell 1689 (lire aussi « Nouvelle approche dans la recherche de la mystérieuse énergie noire »). Situé à plus de 2,2 milliards d’années-lumière, il est très dense et massif : sa population galactique s’élève à plus de 1 000 galaxies différentes. Un tel ensemble créée ce qui s’appelle un effet de « lentille gravitationnelle ». Une déformation de l’espace-temps provoquée par la masse du super-amas qui dévie et déforme la trajectoire de la lumière provenant de galaxies situées à l’arrière-plan.

Procédant par déduction et avec l’appui de modélisations qui reconstituent le développement d’un amas de cette importance, les chercheurs ont établi une carte approximative de la distribution de cette matière abondante et invisible. Si l’amas ne comptait que de la matière visible, il ne fait pas de doutes pour les astronomes, que les effets de la lentille gravitationnelle seraient inférieurs. Par ces observations, la cartographie fait apparaitre la matière noire.

Outre cette matière inconnue, les astrophysiciens fouillent également l’Univers à la recherche d’une force très influente et tout aussi fantôme : l’énergie noire. Les modélisations qui ont été réalisées pour mieux appréhender l’amas Abell 1689 font apparaître une influence tardive de l’énergie noire. Au sein de l’Univers jeune, la matière était beaucoup plus concentrée, réprouvant ainsi avec plus de facilité la mystérieuse énergie noire. Aujourd’hui, la dilution de l’Univers rend celle-ci beaucoup plus influente.

L’étude approfondie d’amas galactique comme celui d’Abell 1689 offre aux chercheurs des opportunités de mieux « cerner » deux composants essentiels à l’évolution de l’Univers : l’énergie noire et la matière noire. D’autres modélisations et observations futures viendront en accroître la connaissance.

Crédit photo : NASA, ESA, and Z. Levay (STScI).

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