astrophysique

Des astronomes font une découverte importante sur la matière noire 

Des astronomes ont récemment fait une découverte majeure en observant une collision spectaculaire entre deux amas de galaxies. Cela a permis de dévoiler la présence de la matière noire, une substance invisible qui constitue une grande partie de l’univers. Grâce à cette observation, nous avons un aperçu précieux sur la manière dont cette substance mystérieuse interagit avec la matière ordinaire afin de comprendre davantage son rôle dans la structure de notre cosmos.

Comprendre la matière noire

La matière noire est une forme de matière qui, contrairement à la matière normale, n’émet ni ne reflète de lumière. Cela la rend invisible pour nos instruments de détection traditionnels. Cependant, sa présence est connue grâce à son effet gravitationnel sur les objets visibles comme les étoiles et les galaxies. En effet, les scientifiques ont découvert que la matière noire exerce une force gravitationnelle suffisante pour influencer la manière dont les galaxies se forment et se comportent. Sans elle, les galaxies se disperseraient et ne formeraient pas les grandes structures que nous observons aujourd’hui.

Selon les estimations, nous savons également désormais que la matière noire constitue environ 85 % de la matière totale de l’Univers et 27 % de sa masse-énergie totale. Toutefois, la nature de cette mystérieuse forme de matière demeure insaisissable. Ainsi, toute observation est bonne à prendre pour tenter de la comprendre.

Une collision galactique spectaculaire

Des astronomes ont observé une collision entre deux amas de galaxies, appelés MACS J0018.5+1626. Ces amas sont situés à environ cinq milliards d’années-lumière de la Terre. Pour mettre cela en perspective, cela signifie que la lumière de ces amas a voyagé pendant cinq milliards d’années avant de nous atteindre.

Pour étudier cet événement, les scientifiques ont utilisé une variété de télescopes et d’observatoires. Parmi eux se trouvent les télescopes spatiaux Hubble et Chandra de la NASA, ainsi que d’autres instruments comme l’observatoire submillimétrique de Caltech, l’observatoire WM Keck et l’observatoire Planck. Ces outils ont fourni des données cruciales en capturant des images et en mesurant les émissions de lumière et de gaz.

Les données ont été collectées sur plusieurs années et ont nécessité une analyse complexe. Les astronomes ont examiné les changements dans la lumière provenant des étoiles et le comportement du gaz chaud pour déterminer comment la matière noire se déplace et interagit lors de telles collisions. Ils ont utilisé des phénomènes comme l’effet Sunyaev-Zel’dovich (SZ), qui mesure les décalages de la lumière cosmique causés par le gaz chaud en mouvement, pour évaluer la vitesse et la direction du mouvement des différents types de matière.

Un comportement surprenant

Les chercheurs ont observé que malgré la violence de la collision entre les amas de galaxies, les galaxies individuelles elles-mêmes sont restées relativement intactes. Ce phénomène peut être expliqué par l’immensité de l’espace entre les galaxies qui est suffisamment vaste pour qu’elles ne se percutent pas directement, même lors de telles collisions cosmiques. En revanche, les débris générés par la collision, tels que le gaz chaud et la matière normale, ont été fortement perturbés par l’impact. Le gaz, chauffé à des températures extrêmes, a été éjecté et dispersé, et les structures de matière normale ont été déformées par la force de la collision.

Ce qui rend cette observation particulièrement fascinante, c’est le comportement de la matière noire durant l’événement. Contrairement à la matière normale, la matière noire semble en effet avoir traversé les débris de la collision presque sans être affectée. Cette invisibilité en situation de collision est analogue à celle d’un fantôme traversant des objets physiques sans interagir avec eux. Ce phénomène est crucial, car il démontre que la matière noire n’interagit pas avec la matière normale de la même manière. Elle semble en effet ne pas subir les forces de friction et de pression qui affectent les particules classiques, ce qui lui permet de se déplacer indépendamment des perturbations causées par la collision.

Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives pour l’étude de cette substance. En comprenant mieux comment elle se comporte dans des situations extrêmes, les scientifiques espèrent en effet pouvoir dévoiler davantage de ses propriétés mystérieuses. Cette connaissance pourrait également nous aider à comprendre comment les grandes structures de l’Univers, comme les galaxies et les amas de galaxies, se sont formées et ont évolué.

Les chercheurs espèrent que cette collision cosmique unique offrira également des indices sur la nature de la matière noire elle-même. En analysant en détail comment elle se comporte différemment de la matière normale lors d’événements aussi violents, les scientifiques peuvent affiner leurs modèles et simulations de l’univers. Cela pourrait éventuellement conduire à la découverte de nouvelles particules ou forces qui permettraient de mieux expliquer cette matière invisible. À terme, cette avancée pourrait révolutionner notre compréhension de l’univers et répondre à certaines des questions les plus fondamentales de la cosmologie moderne. 

 

Auteur: Internet

Info: https://sciencepost.fr/, source : The Astrophysical Journal. Brice Louvet,  2 novembre 2024

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