Il nous manque des choses. Beaucoup.
Les cosmologues le savent depuis des années. Les calculs indiquent qu’il devrait y avoir une matière plus ordinaire. Le genre qui fait des stars. Planètes. Toi. Mais quand on regarde les galaxies, les chiffres ne correspondent pas. Nous ne voyons qu’environ un dixième de ce que prédit le modèle du Big Bang.
Pendant des décennies, l’hypothèse était simple. Le reste de l’affaire ? Ça se cache. Probablement flottant dans les vides vides entre les galaxies. Finement étalé. Invisible. Presque indétectable.
Jusqu’à maintenant.
Une nouvelle étude renverse le scénario sur les emplacements manquants de matière galactique. Des chercheurs du MIT et de la collaboration CHIME/FRB l’ont enfin trouvé. Et il s’avère que le voyage là-bas a été violent.
À quelle vitesse les sursauts radio cartographient la matière invisible
L’astuce n’était pas de meilleurs télescopes. C’était un meilleur bruit.
L’équipe a utilisé des rafales radio rapides (FRB). Découvert en 2007. Ce sont des éclairs d’ondes radio millisecondes. Incroyablement lumineux. Ils viennent de milliards d’années-lumière. Lors de leur voyage vers la Terre, ils traversent des gaz intergalactiques. L’affaire brouille le signal. L’étire dans le temps.
Pensez-y comme à une radiographie cosmique.
“Ils commencent comme un éclair très rapide”, explique Haochen Wang, chercheur diplômé à l’Institut Kavli du MIT. “Lorsqu’ils traversent la matière, ils s’étalent. Nous mesurons ce maculage avec précision.”
Le maculage est directement proportionnel à la quantité de matière qui se trouve sur le chemin. Plus de maculage signifie plus de masse.
Pour déterminer exactement où se trouve cette question, l’équipe a combiné des données provenant de deux sources massives. L’expérience canadienne de cartographie de l’intensité de l’hydrogène. L’instrument spectroscopique de l’énergie noire. Ils ont corrélé des milliers de signaux FRB avec des millions de positions de galaxies.
Le signal s’est-il répandu à l’intérieur d’une galaxie ? Ou entre eux ?
La réponse a tout changé.
Pourquoi les trous noirs sont plus violents qu’on ne le pensait
La matière manquante se situe bel et bien entre les galaxies. Mais pas là où nous l’espérions.
Les simulations prévoyaient que le gaz serait relativement proche. A quelques centaines de milliers d’années-lumière du centre d’une galaxie. Peut-être jusqu’à un million.
Les nouvelles données montrent des nuages s’étendant jusqu’à 4 millions d’années-lumière.
C’est loin. Très loin.
Si vous frappez doucement un ballon, il roule. Si vous le mettez en orbite, vous avez besoin d’une force importante. Cette question n’a pas été simplement poussée. Il a été lancé.
Kiyoshi Masui, professeur de physique au MIT, l’a dit sans détour. L’activité des étoiles et les jets de trous noirs sont “beaucoup plus violents que prévu”.
Les implications sont vives.
- Les jets de trous noirs frappent plus fort.
- Les explosions de supernova projettent la matière plus loin.
- Les galaxies saignent de la matière dans l’espace à une vitesse qui défie les simulations actuelles.
L’univers est plus énergétique que ne le permettent nos modèles.
Quelle méthode résout enfin le mystère de la matière ordinaire
Il ne s’agit pas seulement de trouver les pièces manquantes. Il s’agit de la méthode.
L’utilisation des FRB comme sondes pour la matière galactique manquante constitue la percée. Avant cela, le gaz était trop mince pour être repéré. Désormais, l’effet de maculage fournit une mesure claire.
Les résultats, publiés dans Physical Review Letters, confirment deux choses.
- La matière ordinaire existe. Ce n’est pas parti. C’est juste déplacé.
- Les mécanismes qui le déplacent sont plus puissants que ce que la physique explique actuellement.
Dix-sept pour cent de l’univers devraient être constitués de matière ordinaire. Nous n’en avons représenté qu’une fraction à l’intérieur des frontières galactiques. Le reste est là-bas. Dans l’obscurité profonde. Emporté par des forces que nous commençons seulement à mesurer.
CHIME collecte toujours des données. D’autres FRB sont trouvés. La carte devient plus claire.
Mais la question demeure. Si les galaxies perdent autant d’énergie et de matière, qu’est-ce que cela fait à la structure de la toile cosmique ?
Nous devrons peut-être réécrire les règles de l’évolution galactique. Encore.
