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Image simulée de l’émission dans le domaine des rayons X du gaz contenu dans les filaments de la toile cosmique © Tanimura/Aghanim/CNRS/Paris-Saclay

Près de 40 % de la matière qui constitue les étoiles, planètes et galaxies demeure inobservée, cachée sous la forme d’un gaz chaud dans le cosmos. Il ne s’agit pas de matière noire, mais bien de matière « ordinaire » – aussi dite baryonique – qui n’a pas encore été observée. Pour mettre malgré tout en évidence cette matière « manquante », sans procéder à de nouvelles observations, des scientifiques de l’Institut d’astrophysique spatiale (CNRS/université Paris-Saclay) ont procédé à une étude statistique à partir de données vieilles de 20 ans.

Quelque 40 % de la matière manquante est réputée cachée dans les méandres de la toile cosmique : les réseaux de galaxies, connectés par des filaments galactiques et séparés par des vides. Mais dans les filaments, le gaz est clairsemé et peu visible, si bien que 40 à 50 % des baryons existants sont impossibles à observer par les moyens actuellement disponibles. Les baryons sont des particules qui composent les atomes et les molécules ; ils sont donc à la base de toutes les structures visibles dans l’Univers observable : étoiles, galaxies etc. La matière noire, en revanche, n’est pas baryonique : sa nature est inconnue.

Réalisée par une équipe « chasseuse » de baryons manquants, la nouvelle analyse a été réalisée à partir de deux relevés : celui de ROSAT, télescope spatial allemand destiné à l’observation des rayons X, portant sur 15 000 filaments cosmiques de grande taille ; et le relevé de galaxies du télescope SDSS (Sloan Digital Sky Survey) de l’observatoire américain d’Apache Point, au Nouveau-Mexique. 

Le rayonnement X est produit par des sources contenant du gaz extrêmement chaud, entre autres le gaz très dilué situé dans les filaments galactiques. La coïncidence spatiale entre la position des filaments, d’une part, et l’émission X qui y est associée, d’autre part, prouve cette présence gazeuse chaude, et permet même d’en mesurer pour la première fois la température. Cette nouvelle étude conforte ainsi des travaux antérieurs d’observation indirecte du gaz chaud dans la toile cosmique.