Les astronomes ont découvert un énorme filament de gaz chaud qui pose quatre grappes de galaxies. À 10 fois aussi massif que notre galaxie, le fil pourrait contenir une partie de la matière «manquante» de l'univers, s'adressant à un mystère de plusieurs décennies.
Les astronomes ont utilisé les télescopes spatiaux de la radiographie du Suzaku de l'agence spatiale européens pour faire la découverte.
L'œuvre a été publiée dans Astronomie et astrophysique.
Plus d'un tiers de la matière «normale» dans l'univers local – les trucs visibles inventant les étoiles, les planètes, les galaxies, la vie – est manquant. Il n'a pas encore été vu, mais il est nécessaire pour que nos modèles de cosmos fonctionnent correctement.
Lesdits modèles suggèrent que cette affaire insaisissable pourrait exister dans les longues chaînes de gaz, ou filaments, pontant les poches les plus denses de l'espace. Bien que nous ayons déjà repéré des filaments, il est difficile de distinguer leurs propriétés; Ils sont généralement faibles, ce qui rend difficile d'isoler leur lumière de celle de toutes les galaxies, trous noirs et autres objets situés à proximité.
De nouvelles recherches sont maintenant l'une des premières à faire exactement cela, en trouvant et en caractérisant avec précision un seul filament de gaz chaud s'étendant entre quatre grappes de galaxies dans l'univers voisin.
« Pour la première fois, nos résultats correspondent étroitement à ce que nous voyons dans notre premier modèle du cosmos – quelque chose qui ne s'est pas produit auparavant », explique le chercheur principal Konstantinos Migkas de l'Observatoire de Leiden aux Pays-Bas. « Il semble que les simulations aient toujours eu raison. »
XMM-Newton sur l'affaire
Bernant plus de 10 millions de degrés, le filament contient environ 10 fois la masse de la voie lactée et relie quatre grappes de galaxies: deux à une extrémité, deux sur l'autre. Tous font partie du Shapley Supercluster, une collection de plus de 8 000 galaxies qui forme l'une des structures les plus massives de l'univers voisin.
Le filament s'étend en diagonale loin de nous à travers le supercluster pendant 23 millions d'années-lumière, l'équivalent de traverser la voie laiteuse de bout en bout environ 230 fois.
Konstantinos et ses collègues ont caractérisé le filament en combinant les observations des rayons X de XMM-Newton et Suzaku, et en creusant dans les données optiques de plusieurs autres.
Les deux télescopes aux rayons X étaient des partenaires idéaux. Suzaku a cartographié la faible lumière des rayons X du filament sur une large région d'espace, tandis que XMM-Newton a identifié des sources de radiographies très précisément contaminées – à savoir des trous noirs supermassifs – qui se lançaient dans le filament.
« Grâce à XMM-Newton, nous pouvions identifier et supprimer ces contaminants cosmiques, nous savions donc que nous regardions le gaz dans le filament et rien d'autre », ajoute le co-auteur Florian Pacaud de l'Université de Bonn, en Allemagne. « Notre approche a vraiment réussi et révèle que le filament est exactement comme nous l'attendons de nos meilleures simulations à grande échelle de l'univers. »
Pas vraiment manquant
En plus de révéler un fil de matière énorme et invisible qui traverse le cosmos voisin, la découverte montre comment certaines des structures les plus denses et les plus extrêmes de l'univers – les grappes de galaxie – sont connectées sur des distances colossales.
Il met également en lumière la nature même du «Web cosmique», la vaste araignée invisible de filaments qui sous-tend la structure de tout ce que nous voyons autour de nous.
« Cette recherche est un excellent exemple de collaboration entre les télescopes et crée une nouvelle référence pour repérer la lumière provenant des filaments faibles du Web Cosmic », ajoute Norbert Schartel, ESA XMM-Newton Project Scientist.
« Plus fondamentalement, il renforce notre modèle standard du cosmos et valide des décennies de simulations: il semble que la matière` `manquante '' puisse vraiment se cacher dans des fils difficiles à voir à travers l'univers. »
Assembler une image précise du Web cosmique est le domaine de la mission Euclide de l'ESA. Lancé en 2023, Euclid explore la structure et l'historique de ce Web.
La mission creuse également profondément dans la nature de la matière noire et de l'énergie, ce qui n'a jamais été observée, malgré la prise en compte de 95% de l'univers – et de travailler avec d'autres détectives de l'univers sombre pour résoudre certains des mystères cosmiques les plus importants et les plus anciens.
