La matière manquante de l'univers a été retrouvée et flotte entre les étoiles.
Les chercheurs qui étudient l'histoire ancienne de l'univers savent combien de matière ordinaire - la matière qui compose les baryons, une classe de particules subatomiques qui comprend des protons et des neutrons - l'univers créé pendant le Big Bang. Et les chercheurs qui étudient l'univers moderne savent combien de matière baryonique ordinaire les humains peuvent voir avec les télescopes.
Mais jusqu'à récemment, ces chiffres ne correspondaient pas: un tiers complet de la matière baryonique d'origine de l'univers manquait. Maintenant, grâce à une observation intelligente impliquant un trou noir incroyablement brillant, une équipe internationale de chercheurs dit qu'ils l'ont trouvé.
Les baryons manquants, ont écrit les chercheurs dans une étude publiée aujourd'hui (21 juin) dans la revue Nature, se sont cachés sous la forme de minces nuages chauds d'oxygène gazeux flottant entre les étoiles. Le gaz est fortement ionisé, ce qui signifie que la plupart de ses électrons sont manquants et il a une forte charge positive.
"Nous avons trouvé les baryons manquants", a déclaré Michael Shull, astronome à l'Université du Colorado, Boulder et co-auteur du document, dans un communiqué.
Le signal de l'oxygène était trop fort et cohérent pour provenir de fluctuations aléatoires de la lumière du quasar, ont écrit les chercheurs. Les astronomes ont également exclu la possibilité d'une galaxie faible provoquant l'ombre de l'oxygène.
Depuis au moins 2011, les chercheurs soupçonnent que les baryons manquants pourraient se cacher dans ce matériau, appelé le milieu intergalactique chaud-chaud (WHIM), mais le WHIM est difficile à observer directement. Pour repérer le gaz qui s'y cache, ils ont dû trouver une astuce astucieuse.
Loin de la Terre, il y a des trous noirs qui aspirent d'énormes quantités de matière. Cette matière est très brillante et les télescopes de cette planète peuvent la repérer. Les chercheurs appellent ces sortes de quasars de trous noirs - et ce sont les objets les plus brillants de l'univers. Cela signifie que la lumière des quasars a «un rapport signal / bruit élevé», ont écrit les chercheurs dans le document, ce qui signifie dans ce cas qu'il est facile de voir si quelque chose l'obscurcit.
Diriger un télescope vers un quasar non seulement informe les astronomes de l'objet lui-même, mais révèle également quelque chose sur tout ce qui flotte entre le quasar et le télescope. Dans ce cas, ce quelque chose était un filament du WHIM.
En observant attentivement la façon dont le WHIM a obscurci et changé la lumière émanant du quasar alors qu'il pénétrait dans les lentilles de deux télescopes, les chercheurs ont pu comprendre de quoi le WHIM était fait. Il s'est avéré que la réponse était de l'oxygène, chauffé à près de 1,8 million de degrés Fahrenheit (1 million de degrés Celsius).
Ces baryons manquants ne sont pas la même chose que la matière noire, qui, selon les chercheurs, existe, grâce à son influence gravitationnelle sur d'autres étoiles. On pense que cette matière existe sous forme de particules plus exotiques que de simples baryons.
Dans un communiqué, les chercheurs ont déclaré qu'ils étaient capables d'extrapoler à partir du WHIM observé combien de matière baryonique sous forme d'oxygène flotte ailleurs dans l'univers comme le WHIM. Pour confirmer et affiner leurs observations, ont-ils dit, ils prévoient de diriger leurs télescopes vers d'autres quasars et d'observer le WHIM qui les obscurcit.
