Un mince pont de matière noire - juste un soupçon d'un plus grand squelette cosmique - a été trouvé reliant une paire de galaxies éloignées ensemble.
Selon un communiqué de presse de la revue Nature, les scientifiques ont tracé une structure filiforme ressemblant à une toile cosmique depuis des décennies, mais c'est la première fois des observations confirmant que la structure a été vue. La théorie actuelle suggère que les étoiles et les galaxies tracent un réseau cosmique à travers l'Univers qui était à l'origine formé par la matière noire - une substance mystérieuse et invisible qui représenterait plus de 80 pour cent de la matière dans l'Univers. La matière noire ne peut être détectée que par son remorqueur gravitationnel et entrevue uniquement lorsqu'elle déforme la lumière de galaxies lointaines.
Les astronomes dirigés par Jörg Dietrich, chercheur en physique au University of Michigan College of Literature, Science and the Arts, ont profité de cet effet en étudiant la lentille gravitationnelle des amas galactiques Abell 222 et 223. En étudiant la lumière de dizaines de milliers des galaxies au-delà du superamas; situés à environ 2,2 milliards d'années-lumière de la Terre, les scientifiques ont pu tracer la distorsion causée par l'amas d'Abell. Les scientifiques admettent qu'il est extrêmement difficile d'observer la lentille gravitationnelle de la matière noire dans les filaments car ils contiennent peu de masse. Leur solution consistait à étudier un filament particulièrement massif qui s'étendait sur 18 mégaparsèques (près de 59 millions d'années-lumière) d'espace. L'alignement de la chaîne a amélioré l'effet de lentille.
Les résultats de l'équipe ont été publiés dans le numéro du 4 juillet 2012 de Nature.
"Il semble qu'il y ait un pont qui montre qu'il y a une masse supplémentaire au-delà de ce que contiennent les clusters", a déclaré Dietrich dans un communiqué de presse. «Les grappes ne peuvent à elles seules expliquer cette masse supplémentaire.»
En examinant les rayons X émanant du plasma dans le filament, observés depuis le satellite XMM-Newton, l’équipe a calculé qu’au plus neuf pour cent de la masse du filament ne pouvaient être constitués par le gaz chaud. Les simulations informatiques ont en outre suggéré que seulement 10 pour cent de la masse était due aux étoiles visibles et aux galaxies. Seule la matière noire, explique Dietrich, pourrait constituer la masse restante.
"Ce qui est passionnant", explique Mark Bautz, astrophysicien au Massachusetts Institute of Technology, "c'est que dans ce système inhabituel, nous pouvons cartographier à la fois la matière noire et la matière visible et essayer de comprendre comment ils se connectent et évoluent le long du filament."
Affiner la technique pourrait aider les physiciens à comprendre la structure de l'Univers et à identifier l'identité de la matière noire (que ce soit une masse froide à mouvement lent ou une masse chaude et à mouvement rapide. Différents types s'agglutineraient différemment le long du filament, disent les scientifiques.
Légende de l'image: Les filaments de matière noire, comme celui qui relie les amas de galaxies Abell 222 et Abell 223, devraient contenir plus de la moitié de toute la matière dans l'Univers. (crédit: Jörg Dietrich, Université du Michigan / Observatoire universitaire de Munich)
