Les astronomes disent qu'ils peuvent «voir» la matière noire dans Starlight Between Galaxy Clusters

Les astronomes disent qu'ils peuvent «voir» la matière noire dans Starlight Between Galaxy Clusters

(NASA, ESA et M. Montes / UNSW)

Nous ne savons toujours pas quoi matière noire c’est, mais de nouvelles recherches nous ont amenés à nous demander où il pourrait s’asseoir.

Selon des astrophysiciens australiens et espagnols, la lumière des étoiles qui subsiste entre des amas massifs de galaxies est un panneau géant qui indique "DARK MATTER IS HERE".

En fait, ils affirment que cette méthode est plus précise que n'importe quelle méthode de cartographie de la matière noire mise au point à ce jour et pourrait aider les astronomes à comprendre cette source de gravité mystérieuse et invisible.

"Nous avons trouvé un moyen de" voir "la matière noire," dit l'astrophysicien Mireia Montes de l'Université de New South Wales en Australie . "Nous avons trouvé cette très faible lumière dans les amas de galaxies, la lumière intracluster, qui décrit la répartition de la matière noire."

La matière noire a longtemps rendu les astronomes perplexes. Nous savons qu'il existe quelque chose d'interaction gravitationnelle avec la matière normale de l'Univers. En fait, ses effets sont si puissants que l'on estime que cette matière mystérieuse représente jusqu'à 85% de toute la matière.

Mais nous ne pouvons pas le détecter directement, ce qui signifie que nous devons déterminer où il utilise des moyens indirects.

Dans le cas de cette nouvelle recherche, il s’agit de la faible lumière diffuse entre six amas de galaxies, imagée par Hubble dans le cadre de la vaste Champs de frontière collaboration entre les télescopes Hubble, Chandra et Spitzer.

Cette lumière s'appelle une lumière intracluster et résulte d'interactions perturbatrices entre les galaxies. Au cours de ces interactions, les étoiles peuvent être débarrassées de leurs galaxies d'origine et jetées dans un espace intergalactique. Une fois là-bas, ils se retrouvent à un endroit parfaitement aligné avec la carte gravitationnelle du cluster.

C'est également là que se trouve la majorité de la masse de la grappe - sous forme de matière noire.

"La raison pour laquelle la lumière intracluster est un excellent traceur de matière noire dans un amas de galaxies est que tant la matière noire que ces étoiles formant la lumière intracluster flottent librement sur le potentiel gravitationnel de l'amas lui-même - ils suivent donc exactement la même gravité, " Montes a dit .

"Nous avons trouvé un nouveau moyen de voir l'emplacement de la matière noire, car vous tracez exactement le même potentiel gravitationnel. Nous pouvons éclairer, avec une très faible lueur, la position de la matière noire."

Le résultat signifie que, simplement en utilisant des observations d'imagerie en profondeur des amas de galaxies, les astrophysiciens peuvent cartographier avec précision l'emplacement de la matière noire.

C’est beaucoup plus simple et efficace que la méthode top actuelle, qui utilise lentille gravitationnelle , ou la façon dont la grande masse plie la lumière des choses qui brillent derrière elle. Cette première nécessite la présence d'un objet lenticulaire et derrière celle-ci d'un objet suffisamment lumineux; puis la spectroscopie qui prend beaucoup de temps.

L’équipe a comparé ses résultats avec des cartes précédentes de matière noire utilisant un objectif gravitationnel à l’aide de la Hausdorff modifié Distance , une métrique utilisée pour faire correspondre les formes. Ils ont découvert que les contours de la lumière intracluster correspondaient «exquisément» aux contours des cartes de la matière noire.

Les astronomes pourraient donc potentiellement utiliser cette méthode pour étudier un plus grand nombre d'amas de galaxies que la méthode de lentille gravitationnelle, dans le même temps - ce qui accélère le processus de cartographie de la matière noire de l'Univers et permet de mieux comprendre lie tout ensemble.

La prochaine étape consiste à examiner de plus près les six grappes de l’enquête Frontier Fields afin de déterminer si la méthode tient le coup et d’accroître leurs données. Finalement, ils voudraient voir si cela pouvait être utilisé à une plus petite échelle - sur des galaxies simples.

"Cette méthode nous permet de caractériser, de manière statistique, la nature ultime de la matière noire", a déclaré M. Montes.

La recherche de l'équipe a été publiée dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society , et peut être lu en entier sur arXiv .

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