Une nouvelle carte de la matière noire dans un amas éloigné de galaxies
Deux équipes d'astrophysiciens du Danemark, d'Israël, de France et des États-Unis ont utilisé les données de plusieurs télescopes pour cartographier la distribution de la matière noire dans un amas de galaxies appelé Abell 383, situé à 2,3 milliards d'années-lumière de la Terre. Non seulement les chercheurs ont été capables de trouver l'endroit où la matière noire se trouve dans les deux dimensions à travers le ciel, ils étaient aussi en mesure de déterminer comment la matière noire est répartie le long de la ligne de vue. Les astronomes ont longtemps essayé de comprendre la nature de la matière noire. Bien qu'elle est détectable grâce à ses effets gravitationnels, la matière noire est invisible et n'émet ou n'absorbe aucune lumière; Plusieurs éléments de preuve indiquent qu'il y a environ six fois plus de matière noire que la matière «normale», ou baryonique, dans l'Univers. Les amas de galaxies sont les structures gravitationnelles les plus grandes de l'Univers; ils jouent un rôle important dans la recherche sur la matière noire. Mais pour analyser les amas galactiques, les astronomes et astrophysiciens doivent pouvoir déterminer les structures tridimensionnelles et les masses d'amas. C'est au centre des amas de galaxies que la matière noire se trouve en grande concentration. Dans les deux études, publiées dans l'Astrophysical Journal et la revue scientifique Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, les équipes fournissent l'une des images en 3-D les plus détaillées prises à ce jour de la matière noire dans un amas de galaxies. Leurs résultats montrent que la matière noire est allongée comme un géant ballon ovale, plutôt que d'être sphérique comme un ballon de basket, et que la pointe du ballon est alignée près de la ligne de vision. Ils montrent que lez gaz chauds sont le type dominant de matière normale dans l'amas. Les techniques de recherche des équipes ont associé des observations par rayons X de la matière «normale» dans l'amas avec des informations de mirage gravitationnel déterminées par des données optiques. Les mirages gravitationnels provoquent la matière dans un amas galactique, qu'elle soit normale ou noire, de se courber et de détourner la lumière optique des galaxies en arrière-plan. La distorsion est importante dans certaines parties de l'image, démontrant une apparence en forme d'arc de certaines galaxies. À d'autres endroits, la distorsion est plus subtile; l'analyse statistique est utilisée pour étudier les effets de distorsion et sonder la matière noire. L'équipe européenne a conclu que la concentration accrue de la matière noire vers le centre de l'amas étaye les simulations théoriques. Toutefois, l'équipe américaine a démontré que la quantité de matière noire n'est pas aussi élevée vers le centre comme le prédit les modèles de matière noire froide. Leur article décrit qu'il s'agit du «cas le plus solide» pour une telle contradiction pour cette théorie. Les conclusions différentes des deux équipes proviennent des différences au niveau des ensembles de données et des modélisations mathématiques utilisées. La différence la plus importante est due au fait que l'équipe européenne a utilisé les informations de vitesse dans le centre de la galaxie, et a pu estimer la densité de matière noire à des distances aussi proches que 6 500 années-lumière du centre de l'amas. L'équipe américaine n'a pas utilisé ce type de données et leurs estimations de densité étaient incapables de s'approcher du centre de l'amas, n'atteignant que 80 000 années-lumière. Les données utilisées dans les deux études provenaient de l'observatoire Chandra de la NASA, du télescope spatial Hubble (HST), du télescope VLT, de Sloan Digital Sky Survey et du télescope japonais Subaru.Pour de plus amples informations, consulter: Université de Tel Aviv: http://www.tau.ac.il/index-eng.html(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre)
Pays
Danemark, France, Israël