Matière noire, le squelette invisible de l'univers enfin cartographié - 08 janvier 2007 - 18:17 (Par Etienne Jean de la Perle)

Matière noire, le squelette invisible de l'univers enfin cartographié

Matière noire le CEA a annoncé avoir cartographié le squelette invisible de l'univers grâce au télescope spatial Hubble (HST). Une équipe internationale d'astrophysiciens a obtenu, pour la première fois, une image précise en trois dimensions de la distribution de la matière noire et de la matière visible dans une région de l'Univers. La première carte en 3D de la distribution de la matière noire montre qu'elle s'agglutine dans le temps, conformément à la théorie. Cette cartographie détaillée, fournie par le télescope spatial Hubble (HST), permet aux chercheurs de confirmer la théorie de la formation des grandes structures de l'Univers : c'est bien au cœur de condensations de matière noire que la matière visible se concentre.

La matière noire, ou matière sombre, en astrophysique, désigne une matière apparemment indétectable, qui sert à expliquer des effets inattendus, notamment au sujet des galaxies. Différentes hypothèses ont été émises sur la composition de cette hypothétique matière noire : gaz moléculaire, étoiles mortes, naines brunes en grand nombre, trous noirs, ... Mais, en raison du manque d'observations directes, il pourrait s'agir plutôt d'une nature non-baryonique, et donc encore inconnue.

Une équipe internationale d'astrophysiciens, conduite par des chercheurs de l'Université de Caltech aux Etats-Unis, en collaboration avec des chercheurs du CEA et du CNRS, a obtenu, pour la première fois, une image précise en trois dimensions de la distribution de la matière noire, le squelette invisible de l'univers, et de la matière visible dans une région de l'Univers. Cette cartographie détaillée, fournie par le télescope spatial Hubble (HST), permet aux chercheurs de confirmer la théorie de la formation des grandes structures de l'Univers : c'est bien au cœur de condensations de matière noire que la matière visible se concentre. Cette étude a fait l'objet d'une publication dans la revue Nature du 7 janvier 2007.

Selon le CEA, l'Univers est constitué à 80 % de matière noire. Invisible et de forme inconnue, cette matière est détectée indirectement, grâce aux distorsions qu'elle fait subir à la lumière. Depuis Einstein en effet, les physiciens savent que la matière exerce une attraction gravitationnelle sur la lumière et peut ainsi infléchir sa trajectoire. Pour nous atteindre, la lumière des galaxies lointaines traverse des concentrations de matière noire qui agissent comme des « lentilles gravitationnelles » et déforment l'image de ces galaxies. En observant ces images et les déformations subies, les astrophysiciens peuvent reconstituer la distribution de la matière noire intercalée entre notre galaxie et les galaxies lointaines.

Afin d'obtenir une cartographie de la matière noire, une équipe internationale a obtenu près d'un millier d'heures d'observations avec le télescope spatial Hubble. Ce projet, intitulé Cosmos (Cosmic Evolution Survey), est le plus grand relevé de l'Univers jamais conduit avec le HST. L'étude a été faite sur une région du ciel de deux degrés carrés (neuf fois la surface apparente de la Lune). Grâce à la qualité d'image du HST, aux observations multi-couleurs obtenues avec les plus grands observatoires au sol, et aux techniques originales de traitement des données multi-échelles développées au CEA-Dapnia , les astrophysiciens ont pu déterminer, avec une précision et sur une étendue inégalées, la distribution spatiale de la matière noire et de la matière visible dans cette région du ciel, ainsi que son évolution sur une échelle de plusieurs milliards d'années. Ils ont ainsi montré que cette distribution évolue dans le temps, en accord avec les lois de la gravité, et que les différentes composantes de la matière visible étaient distribuées à l'intérieur de structures définies par la densité de la matière noire. Ces résultats confirment le modèle cosmologique qui prédit que la formation des structures de l'Univers est dominée par la dynamique de la matière noire.

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