L’incroyable découverte des fils qui tissent la trame de l’Univers


L’incroyable découverte des fils qui tissent la trame de l’Univers:

Les astronomes ont enfin détecté les filaments cosmiques d’hydrogène qui relient les galaxies entre elles. Vertigineux.

L’Univers est à la fois très vide et très structuré. Si le Soleil était une orange, la Terre ne serait, à l’échelle, qu’un grain de sable situé à 15 mètres et Pluton une poussière en orbite à 600 mètres. Imaginons que ce modèle réduit du Système solaire
tienne maintenant sur une pièce de 1 euro. Il faudrait alors parcourir 200 km environ pour tomber sur une autre pièce de monnaie, le système planétaire d’Alpha Centauri! Cela donne le vertige. Les deux étoiles sont pourtant situées dans
une région très dense à l’échelle de l’Univers, l’un des bras d’une gigantesque galaxie spirale, la Voie lactée, constituée de centaines de milliards d’étoiles.

Poursuivons ce voyage en changeant encore une fois d’échelle. Imaginons maintenant que c’est notre galaxie tout entière qui représente cette pièce de 1 euro. Elle est située dans un regroupement de galaxies de différentes tailles, appelé Groupe local:
une soixantaine de pièces de monnaie, du centime à la pièce de 2 euros, sont ainsi éparpillées dans le volume d’une salle de bains. Des dizaines d’amas similaires, plus ou moins grands, du placard à la salle de bal, sont rassemblées dans un cube
de 100 mètres de côté (un hectare au sol et 100 mètres de haut), le superamas de la Vierge.

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Bien. Vous visualisez maintenant ce grand cube dans lequel quelques milliers de pièces de monnaie sont inégalement réparties. Les astronomes ont remarqué relativement récemment que la distribution des amas et des galaxies était moins aléatoire qu’on ne
pouvait le penser de prime abord. Se dessine en réalité une sorte de toile cosmique avec des fils de différentes épaisseurs sur lesquels se répartissent les galaxies.

Cette architecture n’est pas simplement une construction géométrique ou une vue de l’esprit. Les modèles cosmologiques prévoient en effet qu’elle se matérialise par la présence de grandes quantités d’hydrogène très dilué qui s’écoule le long de ces «filaments»
cosmiques. Ce canevas est néanmoins très difficile à détecter puisqu’il s’agit de gaz neutre, très peu dense. Si l’on avait déjà débusqué les «bulles» qui entourent certains amas et superamas lointains et «deviné» la présence des filaments les plus
épais, des astronomes viennent pour la première fois de débusquer l’hydrogène qui forme les filaments les plus fins, entre les galaxies. Emmenés par Hideki Umehata, de l’université de Tokyo, ces chercheurs publient leurs résultats dans la revue Science.

«Muse avait justement été pensé pour réussir à détecter ce rayonnement. Nous avons enfin réussi, quatre années après son installation»

Joël Vernet, astronome à l’Observatoire européen austral

«C’est assez fou d’arriver à voir les filaments au sein même des amas, s’enthousiasme Mathilde Jauzac, professeure assistante à l’université de Durham et récente lauréate d’une bourse d’excellence britannique (Ukri Future leader). La distribution des
galaxies est parfaitement alignée sur celle du gaz, conformément aux modèles. C’est un très beau résultat.»

C’est la puissance de l’instrument Muse, de conception française et installé sur l’un des quatre télescopes qui forment le VLT de l’Observatoire européen austral (ESO), au Chili, qui a permis de réaliser cette prouesse. «Ce que nous détectons, c’est la
fluorescence de l’hydrogène lorsqu’il est excité par le rayonnement ultraviolet émis par les jeunes étoiles très massives ou des noyaux actifs de galaxie, rappelle Joël Vernet, astronome à l’ESO et coauteur de ces travaux. Muse avait justement été
pensé pour réussir à détecter ce rayonnement. Nous avons enfin réussi, quatre années après son installation, c’est formidable.»

Les petits morceaux de filaments intergalactiques mis au jour se situent très loin, à 10 milliards d’années-lumière de nous. «Nous les voyons tels qu’ils étaient 3 à 4 milliards d’années après le big bang, à une époque où ces filaments de gaz
constituent encore 60 % environ de la matière», rappelle le chercheur. Depuis, une grande partie de ce gaz a été absorbée par les galaxies,
que ce soit pour «nourrir» les trous noirs supermassifs ou des pouponnières cosmiques, de gigantesques nuages dans lesquels se forment les nouvelles étoiles dans les galaxies.

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Pour trouver l’origine de cette structure filamentaire, il faut remonter plus loin dans le passé. C’est dans les petites variations de densité de la soupe de particules primordiales que l’on peut tracer leur origine probable. Pour des raisons complexes,
ces petits grumeaux ont donné naissance à des ondes, appelées «oscillations acoustiques des baryons», à la manière de pierres que l’on aurait jetées dans une mare. C’est d’une certaine façon leur empreinte que l’on peut voir aujourd’hui dans cette
grande matrice filamentaire qui continue d’évoluer avec le temps. Son étude approfondie dans les années à venir devrait d’ailleurs permettre de mieux comprendre ce que sont la matière noire et l’énergie noire, deux substances mystérieuses responsables
respectivement de la cohésion de l’Univers et de son expansion accélérée.

Originalement publié sur Tumblr: https://ift.tt/2Vjp2ML

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