« Nous avions raison » : des astronomes découvrent ce que le cosmos cachait sur la matière manquante

    Une nouvelle découverte a révélé une gigantesque chaîne de gaz chaud s’étendant sur 23 millions d’années-lumière à travers le cosmos, reliant des amas de galaxies — une avancée scientifique attendue depuis des décennies.

    Des astronomes découvrent un filament cosmique contenant la matière manquante de l’univers.
    Des astronomes découvrent un filament cosmique contenant la matière manquante de l’univers.

    Dans une avancée qui contribue à résoudre l’un des plus anciens mystères de l’astronomie, des scientifiques ont découvert un colossal filament de gaz chaud s’étendant sur 23 millions d’années-lumière à travers l’espace, reliant quatre amas de galaxies.

    Ce filament cosmique, dont la masse est environ dix fois supérieure à celle de la Voie lactée, pourrait détenir la clé pour localiser une grande partie de la fameuse « matière manquante » de l’univers : un tiers de la matière ordinaire qui, jusqu’à présent, avait échappé à toute détection.

    Un mystère longtemps gardé

    Cette « matière manquante » ne correspond pas à la mystérieuse matière noire, qui continue d’échapper à toute détection. Il s’agit plutôt de matière ordinaire, composée d’atomes — incluant les protons, les neutrons et les électrons — qui forment les étoiles, les planètes, les êtres humains et tout ce qui est visible dans l’univers.

    Depuis des décennies, les modèles théoriques du cosmos prédisent qu'une grande partie de cette matière atomique doit exister quelque part dans l'espace intergalactique, mais les efforts pour l'observer directement ont été insuffisants.

    Aujourd'hui, les choses ont peut-être changé. Grâce aux données de rayons X fournies par les télescopes spatiaux XMM-Newton de l'ESA et Suzaku de la JAXA, des chercheurs ont réussi à identifier et à étudier l'un des immenses filaments censés constituer la toile cosmique, la vaste structure qui relie les amas de galaxies à travers l'Univers.

    Cette image montre les données en rayons X de Chandra (bleu) de l'amas de galaxies Persée, ainsi que les données optiques de Hubble (rose) et l'émission radio (rouge) du Very Large Array. Rayons X : NASA/CXO/Fabian et al. ; Radio : Gendron-Marsolais et al., NRAO/AUI/NSF ; Optique : NASA, SDSS.
    Cette image montre les données en rayons X de Chandra (bleu) de l'amas de galaxies Persée, ainsi que les données optiques de Hubble (rose) et l'émission radio (rouge) du Very Large Array. Rayons X : NASA/CXO/Fabian et al. ; Radio : Gendron-Marsolais et al., NRAO/AUI/NSF ; Optique : NASA, SDSS.

    L’existence de la Toile Cosmique est confirmée

    Le filament récemment observé relie des amas de galaxies au sein du superamas de Shapley, l’une des plus vastes structures cosmiques connues, qui abrite plus de 8 000 galaxies. Ce filament n’est pas seulement immense et étendu, il est aussi brûlant, atteignant environ 18 millions de degrés Fahrenheit (10 millions de degrés Celsius), soit près de 1 800 fois la température de surface du Soleil.

    Le télescope XMM-Newton a joué un rôle clé en filtrant les signaux de rayons X de fond émis par les trous noirs et les galaxies, ce qui a permis aux scientifiques d’isoler la lumière émise par le gaz chaud du filament.
    Ce graphique animé montre des valeurs arrondies pour les deux composantes de matière connues de l’univers : visible (15 %) et noire (85 %). Source : NASA.
    Ce graphique animé montre des valeurs arrondies pour les deux composantes de matière connues de l’univers : visible (15 %) et noire (85 %). Source : NASA.

    Cette découverte ne permet pas seulement d’expliquer la matière baryonique manquante de l’univers, elle vient aussi conforter les modèles traditionnels de sa formation. On pense que la Toile Cosmique — un immense réseau de gaz et de galaxies — a servi de structure de base pour comprendre comment la matière s’est formée après le Big Bang, en guidant la formation des galaxies et des amas le long de ses filaments denses.

    Cette découverte illustre également comment la collaboration entre télescopes et équipes de recherche peut révéler certains des secrets les plus insaisissables du cosmos. Grâce à des études supplémentaires, les astronomes espèrent cartographier davantage de ces filaments cachés, ce qui permettra, à terme, d’avoir une vision plus claire de la formation de notre univers vieux de 13,8 milliards d’années.