Astroport Le chant du pain

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Voici presque un an de cela (voir note du 22 août 2006), était paru un article, démontrant indirectement l’existence de la matière noire, cette mystérieuse matière non baryonique (qui n’est pas composée de la matière « normale ») et sans laquelle l’univers se disloquerait. En observant l’amas galactique 1E 0657-56, une collision entre deux sous-amas avait mise en évidence la séparation de la matière noire et de la matière baryonique, sous l’effet colossal des forces en présence.

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Une équipe d’astronomes utilisant le télescope spatial rayons X Chandra et différents télescopes terrestres comme le CFHT et le Subaru à Hawaï vient de réaliser une observation similaire mais avec des conclusions bien plus troublantes. Les travaux, signés par Andisheh Mahdavi, Hendrik Hoekstra, Arif Babul, David Balam de l’Université Victoria en Colombie Britannique, et Peter Capak du Caltech, seront publiés dans l’édition du 20 octobre de l’Astrophysical Journal.

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L’action se passe à environ 2,4 milliards d’années lumière de nous dans la constellation d’Orion dans un énorme amas galactique, dénommé Abell 520. Ici aussi deux sous-amas sont entrés en collision.

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Plan large : 792 x 600 pixels

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Crédit image : NASA, CXC, Uvic, CFHT, A Mahdavi et autres

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L’image ci-dessus est composite. Le rose-rouge correspond à la présence du gaz chaud détecté par Chandra, le jaune-orangé à la lumière visible des étoiles et des galaxies vue par le CFHT et le Subaru, le bleu à la présence de la matière noire calculée par ces même deux télescopes en observant les subtiles distorsions gravitationelles de la lumière visible.

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Un amas galactique est constitué principalement de matière visible (les galaxies et les milliards d’étoiles qu’elles contiennent), de gaz très chaud détecté dans les rayons X, et d’une énorme quantité de matière noire. Traditionnellement, celle-ci est considérée être étroitement reliée à la matière physique, sa force gravitationnelle permettant la pérénité de l’ensemble.

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Comme pour 1E 0657-56, la collision de deux sous-amas dans Abell 520 distant le lien entre matière baryonique et matière noire. Déjà , une telle observation, remet en question bien des théories sur la répartition de la matière dans l’Univers.

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Plan large : 612 x 792 pixels

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Illustration collision des sous-amas : crédit NASA, CXC, M Weiss

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Le shéma ci-dessus nous permet de visualiser les résultats de la collision en haut pour Abell 520 et en bas pour 1 E 0657-56 (bullet cluster). La matière noire (en bleu) a continué d’avancer dans l’espace, plus rapidement que pour la matière baryonique (les gaz chauds en rouge). Les zones entourées correspondent à des détails analysés dans le texte original.

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Comme pour 1 E 0657-56, il y a nette séparation entre les zones où se trouvent les amas galactiques (2 et 4) et la zone où se trouve rassemblée la majeure partie du gaz chaud (3). Par contre, à la différence de 1 E 0657-56, une concentration de matière noire est trouvée près de la zone de gaz chaud (3) où très peu de galaxies sont localisées. De plus, la zone 5 montre une concentration de galaxie où la matière noire est quasiment absente, contrairement à la zone 1.

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Pour résumé dans le cas d’ 1 E 0657-56, malgré les forces extraordinaires mises en présence, les galaxies et la matière noire sont restés globalement solidaires. Pour Abell 520 la situation est beaucoup hétérogène, il arrive que matière noire et galaxies soient séparés.

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C’est la première fois qu’une telle observation est réalisée, et par là-même, outre la remise en question des anciennes théories déjà ébranlées par l’observation d’ 1 E 0657-56, s’ouvre la voie à l’apparition de nouvelles. Les auteurs en ébauchent en particulier une dans leur article. Si la matière noire semble liée par les forces gravitationnelles classiques, elle le serait aussi par une toute nouvelle force encore complètement inconnue et ne dépendant que de la matière noire elle-même.(Note personnelle, on peut imaginer le remue-méninge à venir dans la tête des théoriciens et des spécialistes de la physique fondamentale)

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Toujours est-il que dans l’espoir d’en apprendre un peu plus sur les mystères d’Abell 520, les scientifiques ont programmé une nouvelle campagne d’observation de l’amas galactique par Chandra et par le télescope spatial Hubble.

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Source : Chandra X Ray Observatory

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