Des astronomes percent le mystère d'une collision cosmique
Les collisions cosmiques intéressent tout autant les astronomes que le grand public. En effet, la collision d'amas de galaxies se traduit par des phénomènes inhabituels, donnant énormément d'informations aux observateurs. Une équipe internationale de chercheurs a éclairci l'histoire d'une collision cosmique (amas Abell 2744) survenue il y a des millions d'années. L'étude a été en partie financée par le projet DARKMATTERDARKENERGY («Understanding the dark universe with 3D (three-dimensional) weak gravitational lensing»), qui a reçu 100 000 euros par une subvention de réintégration internationale Marie Curie dans le cadre du septième programme-cadre (7e PC) de l'UE. Les travaux contribuent à élucider l'influence des structures sur la formation de l'univers. Les résultats sont publiés dans les Monthly Notices de la Royal Astronomical Society. «Tout comme un enquêteur lors d'un accident, nous pouvons utiliser les observations de ces carambolages cosmiques pour reconstituer les événements survenus au cours de centaines de millions d'années», explique le directeur de l'article, le Dr Julian Merten de l'institut d'astrophysique théorique de l'université de Heidelberg en Allemagne. «Ceci peut expliquer la formation des structures dans l'univers, ainsi que les interactions entre les différentes catégories de matière lorsqu'elles entrent en collision.» Le Dr Renato Dupke, co-auteur et professeur adjoint invité du département d'astronomie de l'université du Michigan aux États-Unis, signale que l'équipe donné à la collision le nom de «cluster de Pandore», car elle a ouvert la porte à de nombreux phénomènes variés et étranges: «Certains n'avaient jamais été observés». Depuis quelques années, l'amas Abell 2744 fait l'objet de plus en plus d'études. Les astronomes ont associé les données générées par le télescope spatial Hubble NASA/ESA (Agence spatiale européenne), du VLT de l'Observatoire européen austral, du télescope japonais Subaru et de l'observatoire Chandra (dans les rayons X) de la NASA. Les galaxies qui constituent l'amas sont visibles sur les images de Hubble et sur celles du VLT. Elles sont nettement lumineuses, mais, selon les chercheurs, elles représentent moins de 5% de la masse présente. Le reste est constitué de matière noire (environ 75%) invisible et de gaz (20%) dont la température est tellement élevée qu'il n'émet que dans les rayons X. Pour éclaircir ce qui se passe lors des collisions, les chercheurs ont déterminé la répartition des types de matière dans l'amas Abell 2744. La matière noire reste une énigme car elle n'émet, n'absorbe ni ne réfléchit la lumière. Elle ne trahit sa présence que par ses effets gravitationnels. Les chercheurs ont utilisé l'effet de lentille gravitationnelle pour leurs observations. Lorsque la lumière venant de galaxies lointaines traverse le champ gravitationnel de l'amas, sa direction change, ce qui explique les distorsions révélatrices des images des galaxies à l'arrière-plan des observations faites par Hubble et le VLT. En repérant avec soin ces distorsions des images, les scientifiques peuvent localiser assez exactement où se trouve la masse responsable de l'effet de lentille, et donc la matière noire. Par comparaison, il a été bien plus facile de localiser le gaz chaud dans l'amas, car l'observatoire Chandra le voit directement dans les rayons X. Ces observations sont importantes pour déterminer où se trouve le gaz, mais encore pour révéler les angles d'incidence et les vitesses avec lesquels les divers protagonistes de la collision se sont rencontrés. Les travaux ont conduit à plusieurs résultats. «Abell 2744 semble résulter d'une série de collisions entre 4 amas, étalées sur quelque 350 millions d'années», explique l'autre auteur Dan Coe, du Space Telescope Science Institute aux États-Unis. «La répartition complexe et irrégulière des différents types de matière est extrêmement inhabituelle et fascinante.» L'équipe a supposé que cette collision très complexe a éjecté une partie des gaz chauds et de la matière noire, qui se retrouvent aujourd'hui séparés les uns des autres ainsi que des galaxies visibles. Des astronomes du Brésil, d'Israël, d'Italie, de Taiwan, du Royaume-Uni et des États-Unis ont participé à l'étude.Pour plus d'informations, consulter: Monthly Notices de la Royal Astronomical Society: http://www.wiley.com/bw/journal.asp?ref=0035-8711 Institut d'astrophysique théorique de l'université de Heidelberg: http://www.ita.uni-heidelberg.de/ita-index_e.shtml?lang=en Actions Marie Curie: http://cordis.europa.eu/fp7/mariecurieactions/home_en.html
Pays
Brésil, Allemagne, Israël, Italie, Taïwan, Royaume-Uni, États-Unis