Bien qu’il ne puisse être observé, il représente 80% de toute la matière qui existe dans l’univers. C’est la matière noire, dont l’existence est connue de l’homme depuis les années 1930 par les mouvements des galaxies dans les amas formés par des centaines d’entre elles. C’est là que réside cette force gravitationnelle invisible que la science n’a pas encore pleinement comprise. Il reçoit son nom parce qu’on croyait qu’il était composé d’une matière ordinaire qui n’émettait ou ne reflétait pas la lumière. Cependant, on sait aujourd’hui qu’en réalité, sa nature est distincte, exotique et transparente dans toutes les gammes du spectre électromagnétique. Malgré cela, le terme “sombre” est resté dans sa dénomination.

Avantages de cette découverte

Now, un groupe de scientifiques comprenant les chercheurs espagnols Mireia Montes  de l’Université de NouvelleGalles du Sud et de l’Université Yale  et Ignacio Trujillo, de l’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) et l’Université de La Laguna (ULL), ont publié un article dans le magazine Monthly Notices of the Royal Astronomical Society où ils établissent un lien entre la distribution de matière noire et la lumière intracumulaire. Lumière qui n’appartient à aucune galaxie particulière, mais qui fait partie de la structure globale de l’amas galactique, et qui est aussi surnommée lumière fantôme pour sa faible luminosité. Cette découverte permettrait de voir cette matière exotique malgré son invisibilité, ou du moins d’intuiter avec précision sa disposition comme l’humanité n’a jamais pu le faire.

Six amas galactiques formés par des milliers de galaxies

Pour cela, ils ont étudié six amas galactiques au télescope spatial Hubble. Ces six amas de centaines, voire de milliers de galaxies ont été étudiés à l’aide des données de l’initiative Hubble Frontier Fields, qui a reconstitué la distribution de la masse de matière noire à partir des effets des lentilles gravitationnelles. Un processus complexe qui calcule la masse des grands objets gravitationnels qui courbent la lumière émise par les galaxies lointaines, produisant un effet similaire à celui d’une lentille.

Quand nous avons observé comment la matière noire était distribuée dans l’amas, nous avons réalisé qu’elle le faisait comme la lumière intracumulaire, explique Montes. En fait, ils ont utilisé la distance de Hausdorff, un marqueur qui sert à établir la similitude entre deux ensembles de points – et que les smartphones appliquent à leurs systèmes de reconnaissance faciale, par exemple – pour vérifier que ces deux paramètres correspondent réellement.

Trujillo, à cet égard, explique : Nous avons comparé la distribution de la lumière intracumulaire avec l’emplacement de la masse de matière noire et de rayons X. Les deux premières sont identiques, pour autant que les données permettent d’observer. Pour la première fois, nous voyons quelque chose de réparti comme de la matière noire. Cela nous permettrait d’étudier leur emplacement précis dans plus d’amas de galaxies, sans avoir besoin de reconstruire des cartes à lentilles.

Étoiles flottantes

La lumière intra-oculaire s’adapte à la distribution de la matière noire parce que les étoiles n’entrent pas en collision. Cette lumière est créée par le début des étoiles dans les parties les plus éloignées des galaxies qui composent l’amas. Ces étoiles sont ensuite traînées et flottent librement dans l’amas de galaxies sous l’action gravitationnelle de l’amas dans son ensemble. La luminosité de surface de la lumière intracumulaire est extrêmement faible, 100 fois plus faible que celle observée dans le ciel nocturne des zones les plus sombres de la planète, comme l’Observatoire de la Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma).

“Que matière noire et lumière intracumulaire sont réparties également” indique Montes ? nous permet d’étudier cette distribution de matière noire en centaines de faisceaux de manière beaucoup plus efficace qu’auparavant”. Cette découverte fait progresser la compréhension de la matière noire et ouvre la voie à de futures recherches dans d’autres amas de galaxies. Établir l’emplacement de la matière noire aidera à comprendre l’origine de cette composante de la nature si peu connue , conclut Trujillo.

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