mercredi 17 octobre 2012

Un Filament de Matière Sombre vu en 3D

Encore un nouvel exploit ! Pour la première fois, une équipe d'astronomes a pu visualiser, et en trois dimensions, l'extension d'un filament de matière noire autour d'un gros amas de galaxies. Les modèles de matière noire (pardon, sombre) les plus aboutis stipulent que cette dernière forme des halos autour des galaxies ainsi que des sortes de filaments qui relient les galaxies entre elles au sein des amas de galaxies, et les amas de galaxies entre eux.

C'est sur l'amas MACS J0717, l'un des plus gros amas que l'on connaisse, situé à plus de 5 milliards d'années-lumières, que se sont penchés Harald Ebeling de l'université de Hawaï et ses collègues. 
Ils y ont découvert un long filament de matière noire (pardon, sombre) de plus de 60 millions d'années lumières... (ce qui est est considérable, même pour les habitués des chiffres dits astronomiques).

La géométrie du filament de MACS J0717 (en bleu) (NASA/ESA/H. Ebeling)
 Pour cela, ils ont utilisé (bien sûr) le télescope spatial Hubble, mais aussi des télescopes terrestres, le Subaru et le CFH, tous deux à Hawaï. C'est grâce à la technique de lentille gravitationnelle, vous vous en serez douté, qu'ils sont parvenus à reconstruire une "image" de l'invisible filament.
Ce filament de matière sombre semble sortir du coeur de l'amas MACS J0717 et s'étend sur cette distance énorme de 60 millions d'A.L. presque dans notre ligne de vue.
Pour extirper l'effet de projection en 2 dimensions, l'équipe a utilisé des mesures de vitesses de galaxies apparemment noyées dans le filament, pour en déduire des distances. Ils ont pu ainsi reconstituer la véritable forme du filament dans toutes ses dimensions. L'effet de perspective obtenu est représenté ci-contre.

Harald Ebeling en conclut que si le filament découvert dans MACS J0717 est représentatif des filaments de matière sombre entre amas, vu ses dimensions, cela signifierait que les filaments inter-galactiques contiennent bien plus de matière (noire) que ce qui est aujourd'hui prédit par les théoriciens... Ils pourraient contenir pas moins de la majorité de toute la matière sombre, et donc de toute la matière de l'Univers...


Sources :
An X-ray/optical study of the geometry and dynamics of MACS J0140.0-0555, a massive post-collision cluster merger
I-T. Ho, H. Ebeling, J. Richard,
arXiv:1207.6235

A Weak-Lensing Mass Reconstruction of the Large-Scale Filament Feeding the Massive Galaxy Cluster MACSJ0717.5+3745
M. Jauzac, E. Jullo, J.-P. Kneib, H. Ebeling et al.,
arXiv:1208.4323

The three-dimensional geometry and merger history of the massive galaxy cluster MACS J0358.8-2955
L.-Y. Hsu, H. Ebeling, J. Richard,
arXiv:1209.2492

Tous les 3 à paraître dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.