20/03/2012 - Emplacement de la matière noire dans un amas de galaxies lointaines

Menéame

Deux équipes d’astrophysiciens au Danemark, en Israël, en France et aux États-Unis ont utilisé des données provenant de différents télescopes pour déterminer la distribution de la matière noire dans un amas de galaxies appelé Abell 383 situé à quelques 2 300 années-lumière de la Terre.

En plus d’indiquer l’emplacement de la matière noire sur une carte bidimensionnelle du ciel, les équipes ont pu déterminer sa distribution vers le fond comme on l’a vu depuis la Terre.

On s’efforce depuis longtemps de démêler la nature de la matière noire. Sa présence est dévoilée par ses effets gravitationnels, car il s’agit d’un matériau invisible qui n’émet pas ou n’absorbe aucune lumière. Grâce à cette méthode, on a découvert qu’il y a six fois plus de matière noire que de la «normal »dans l’Univers. Les amas de galaxies sont les structures gravitationnelles les plus grandes de l’Univers et leur importance est considérable dans la recherche de la matière noire. Pour analyser ces objets, il est nécessaire de déterminer avec précision leur structure tridimensionnelle et leur masse, car c’est dans leur centre que se trouve la plus grande concentration de matière noire.

Dans deux nouvelles études publiées en Astrophysical Journal y Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, les équipements mentionnés fournissent les images tridimensionnelles les plus précises obtenues jusqu'à présent de la matière noire dans un amas de galaxies. Leurs découvertes montrent que la matière noire a la forme d’un ballon de rugby gigantesque et que le sommet de cette géométrie se situe à proximité de la ligne de vision depuis la Terre. Ils indiquent également que la plupart de la matière du cumul prend la forme de gaz chaud.

La technique de recherche adoptée dans ces travaux est une combinaison d’observations par rayons X de « matières normales » , de l’amas et d’informations tirées de l &s; effet de la lentille gravitationnelle sur les données optiques. Les lentilles gravitationnelles provoquent que la matière de l’amas, aussi bien normale que sombre, se détourne et distorse la lumière visible des galaxies qui se trouvent derrière. Cette distorsion est très forte dans certaines parties de l’image et génère un archéage dans certaines des galaxies observées. Dans d’autres zones de l’image, la distorsion est légère. Des analyses statistiques sont utilisées pour étudier les effets de la distorsion et localiser la matière noire.

L’équipe européenne a conclu que la plus grande concentration de matière noire au centre du cumul correspond à la plupart des théories actuelles.

Cependant, l’équipe américaine a trouvé des données confirmant que la quantité de matière noire n’atteignait pas son maximum au centre, comme le prévoit le modèle standard de matière noire froide. Dans son article, il décrit cette situation comme l’argument le plus solide jusqu'à ce jour, en contradiction avec la théorie.

Les divergences entre les conclusions des deux équipes sont probablement dues à des différences dans les corpus et dans le modèle mathématique utilisé. Une différence importante réside dans le fait que l’équipe européenne a utilisé des informations de vitesse dans la galaxie centrale qui lui ont permis d’estimer la densité de la matière noire à des distances de seulement 6 500 années-lumière du centre de l’amas. En revanche, l’équipe américaine n’a pas utilisé de données de vitesse et ses calculs de densité n’ont pas permis de se rapprocher autant du centre de l’aquarium, restant à quelques-uns 80 000 années-lumière.

Les données utilisées dans ces deux études ont été obtenues par l’Observatoire des rayons X Chandra, le télescope spatial Hubble, le VTL, le Sloan Digital Sky Survey de la NASA, ainsi que par le télesco spatial Subaru du Japon.

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Pour plus d’informations:

Université de Tel Aviv:     http://www.tau.ac.il/index-eng.html

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