Crédit d'image: Hubble
Des preuves récentes semblent indiquer que l'expansion de l'Univers s'accélère en fait - une sorte d '«énergie sombre» la sépare. Les astronomes utilisant les données recueillies par l'Observatoire de rayons X de Chandra ont déterminé qu'il n'y a pas suffisamment de matière (à la fois régulière et sombre) dans divers amas galactiques pour tenir compte de leur forme et de leur position, donc quelque chose d'autre doit avoir un effet.
L'univers semble être imprégné d'une force invisible? énergie noire ? qui le sépare de plus en plus vite. En effectuant des relevés de décalage vers le rouge des amas de galaxies, les astronomes espèrent en savoir plus sur cette force mystérieuse, ainsi que sur la structure et la géométrie de l'univers.
«Les amas de galaxies sont constitués de milliers de galaxies liées par gravitation à d'énormes structures», a déclaré Joseph Mohr, professeur d'astronomie à l'Université de l'Illinois. "En raison de l'expansion de l'univers, les grappes semblent plus denses à des décalages vers le rouge plus importants, quand l'univers était plus jeune et plus dense."
Les enquêtes sur les amas de galaxies qui sondent l'univers à fort décalage vers le rouge peuvent potentiellement fournir une mine d'informations sur la quantité et la nature de la matière noire et de l'énergie sombre, a déclaré Mohr, qui présentera les résultats d'une étude en cours sur les amas de galaxies lors d'une réunion de la American Physical Society, qui se tiendra à Albuquerque, NM, du 20 au 23 avril.
"Jusqu'à présent, les amas de galaxies n'ont été utilisés que pour étudier la composante de matière noire de l'univers", a déclaré Mohr. «Nous mesurerions la masse totale dans un amas de galaxies, puis déterminerions la fraction de masse qui était de la matière baryonique ordinaire.»
Ces mesures ont montré qu'il n'y avait pas suffisamment de matière baryonique et sombre pour tenir compte de la géométrie de l'univers. Les astronomes croient maintenant que l'univers se développe à une vitesse toujours croissante, et est dominé par une mystérieuse énergie noire qui doit pousser.
"La prochaine étape consiste à essayer de comprendre certaines des spécificités de l'énergie sombre, telles que son équation d'état", a déclaré Mohr. "En cartographiant la distribution du décalage vers le rouge des amas de galaxies, nous devrions être en mesure de mesurer l'équation d'état de l'énergie sombre, ce qui fournirait des indices importants sur ce qu'elle est et comment elle est devenue."
Mohr utilise-t-il les données collectées par l'observatoire de rayons X Chandra de la NASA pour étudier les relations d'échelle? comme la relation entre la masse et la luminosité ou la taille? des amas de galaxies et comment ils changent avec le redshift. "Ces relations d'échelle devraient évoluer avec le décalage vers le rouge, reflétant la densité croissante de l'univers à des moments antérieurs", a déclaré Mohr.
En particulier, Mohr? en collaboration avec John Carlstrom de l'Université de Chicago et des scientifiques de l'Université de Californie et du Harvard Smithsonian Center for Astrophysics? étudie l'effet des électrons chauds dans les amas de galaxies sur le fond cosmique des micro-ondes, la rémanence du big bang.
Les amas de galaxies sont remplis de matière noire, de galaxies et de gaz chauds. Les électrons dans le gaz diffusent les protons et produisent des rayons X. L'émission de rayons X diminue avec un décalage vers le rouge plus élevé, en raison des distances plus importantes impliquées.
"Il y a aussi une tendance pour les électrons à donner une partie de leur énergie aux photons du fond micro-ondes cosmique, ce qui provoque un léger décalage du spectre du corps noir", a déclaré Mohr. «La distorsion qui en résulte? appelé l'effet Sunyaev-Zeldovich? apparaît comme un point froid sur le fond micro-ondes cosmique à certaines fréquences. Parce que c'est une distorsion dans le spectre, cependant, elle ne faiblit pas avec la distance comme les rayons X. "
En comparant l'émission de rayons X et l'effet Sunyaev-Zeldovich, Mohr peut étudier même des amas de galaxies à faible décalage vers le rouge, qui sont actuellement inaccessibles par d'autres moyens. De telles mesures, corrélant la distribution, la structure et la distribution spatiale du décalage vers le rouge des amas de galaxies, devraient déterminer l'équation de l'état de l'énergie sombre et, par conséquent, aider à définir l'essence de l'énergie sombre.
«Dans le cadre de notre scénario de formation de structure standard, les levés de galaxies fournissent des mesures de la géométrie de l'univers et de la nature de la matière noire et de l'énergie noire», a déclaré Mohr. "Mais, pour interpréter correctement ces enquêtes, nous devons d'abord comprendre comment la structure des amas de galaxies évolue alors que nous regardons en arrière dans le temps."
Source d'origine: Communiqué de presse de l'UIUC
