Une carte révolutionnaire de 1,3 million de quasars révèle la structure et l’expansion de l’univers, en utilisant les données du télescope spatial Gaia et en aidant à l’étude de la matière noire et de l’évolution cosmique. Crédit : NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)
La nouvelle carte comprend environ 1,3 million de quasars de l’univers visible et pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre les propriétés de la matière noire.
Les astronomes ont cartographié le plus grand volume jamais atteint de l’univers avec une nouvelle carte des trous noirs supermassifs actifs vivant au centre des galaxies. Appelés quasars, les trous noirs dévoreurs de gaz sont, ironiquement, parmi les objets les plus brillants de l’univers.
La nouvelle carte enregistre l’emplacement d’environ 1,3 million de quasars dans l’espace et dans le temps, dont le plus éloigné brillait lorsque l’univers n’avait que 1,5 milliard d’années. (À titre de comparaison, l’univers a maintenant 13,7 milliards d’années.)
Cartographie de l’univers antique
« Ce catalogue de quasars est différent de tous les catalogues précédents dans le sens où il nous donne une carte tridimensionnelle du plus grand volume jamais enregistré dans l’univers », explique David Hogg, co-créateur de la carte et chercheur principal au Center for Computational du Flatiron Institute. Astrophysique à New York et professeur de physique et de science des données à L’Université de New York. « Ce n’est pas le catalogue avec le plus grand nombre de quasars, ni celui avec les mesures de quasars de la meilleure qualité, mais c’est le catalogue avec le plus grand volume total de l’univers cartographié. »
Hogg et ses collègues présentent la carte dans un article publié le 18 mars dans Le Journal d’astrophysique. L’auteur principal de l’article, Kate Storey-Fisher, est chercheuse postdoctorale au Centre international de physique de Donostia en Espagne.
Une infographie expliquant la création d’une nouvelle carte d’environ 1,3 million de quasars de l’univers visible. Crédit : ESA/Gaia/DPAC ; Lucy Reading-Ikkanda/Fondation Simons ; K. Storey-Fisher et coll. 2024
Les scientifiques ont construit la nouvelle carte en utilisant les données du télescope spatial Gaia de l’Agence spatiale européenne. Bien que l’objectif principal de Gaia soit de cartographier les étoiles de notre galaxie, il repère également par inadvertance des objets situés en dehors de la galaxie. voie Lactéecomme les quasars et d’autres galaxies, lorsqu’il scrute le ciel.
« Nous avons pu effectuer des mesures sur la façon dont la matière se regroupe dans l’univers primitif qui sont aussi précises que certaines de celles issues de grands projets d’enquête internationaux – ce qui est tout à fait remarquable étant donné que nous avons obtenu nos données en tant que « bonus » de la Voie Lactée. projet Gaia ciblé », déclare Storey-Fisher.
Le rôle des quasars dans la recherche cosmique
Les quasars sont alimentés par des trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies et peuvent être des centaines de fois plus brillants qu’une galaxie entière. Comme le trou noirL’attraction gravitationnelle de fait tourner le gaz à proximité, le processus génère un disque extrêmement brillant et parfois des jets de lumière que les télescopes peuvent observer.
Les galaxies habitées par les quasars sont entourées d’énormes halos de matière invisible appelée matière noire. En étudiant les quasars, les astronomes peuvent en apprendre davantage sur la matière noire, notamment sur son degré de regroupement.
Les astronomes peuvent également utiliser l’emplacement de quasars distants et de leurs galaxies hôtes pour mieux comprendre l’expansion du cosmos au fil du temps. Par exemple, les scientifiques ont déjà comparé la nouvelle carte des quasars avec la lumière la plus ancienne de notre cosmos, le fond diffus cosmologique. Lorsque cette lumière nous parvient, elle est courbée par le réseau intermédiaire de matière noire – le même réseau cartographié par les quasars. En comparant les deux, les scientifiques peuvent mesurer la force avec laquelle la matière s’agglutine.
Cette représentation graphique de la carte montre l’emplacement des quasars depuis notre point d’observation, le centre de la sphère. Les régions vides de quasars sont celles où le disque de notre galaxie bloque notre vue. Les quasars avec des redshifts plus importants sont plus éloignés de nous. Crédit : ESA/Gaia/DPAC ; Lucy Reading-Ikkanda/Fondation Simons ; K. Storey-Fisher et coll. 2024
«C’était très excitant de voir ce catalogue susciter autant de nouvelles sciences», déclare Storey-Fisher. « Les chercheurs du monde entier utilisent la carte des quasars pour tout mesurer, depuis les fluctuations initiales de densité qui ont ensemencement la toile cosmique jusqu’à la répartition des vides cosmiques et le mouvement de notre système solaire à travers l’univers. »
L’équipe a utilisé les données de la troisième publication de Gaia, qui contenait 6,6 millions de candidats quasars, ainsi que les données de NASALe Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE) de et le Sloan Digital Sky Survey. En combinant les ensembles de données, l’équipe a supprimé les contaminants tels que les étoiles et les galaxies de l’ensemble de données original de Gaia et a identifié plus précisément les distances des quasars. L’équipe a également créé une carte montrant où la poussière, les étoiles et d’autres nuisances devraient bloquer notre vision de certains quasars, ce qui est essentiel pour l’interprétation de la carte des quasars.
« Ce catalogue de quasars est un excellent exemple de la productivité des projets astronomiques », déclare Hogg. « Gaia a été conçu pour mesurer les étoiles de notre propre galaxie, mais il a également découvert des millions de quasars en même temps, ce qui nous donne une carte de l’univers entier. »
