Crédit d'image: NASA
Les observations à large champ du début de l'Univers ont révélé une étrange chaîne de galaxies de 300 millions d'années-lumière qui défient les théories actuelles sur l'évolution de l'Univers peu de temps après le Big Bang. Les astronomes qui ont découvert la chaîne de galaxies, qui se trouvent à plus de 10 milliards d'années-lumière, l'ont comparée aux simulations de supercalculateurs de l'Univers primitif, qui n'était pas en mesure de reproduire des cordes de cette taille si tôt. La prochaine étape de cette recherche sera de cartographier une zone du ciel dix fois plus grande pour avoir une meilleure idée de la structure à grande échelle de l'Univers.
Des observations par télescope à large champ de l'Univers éloigné et donc du début, en remontant à une époque où il était un cinquième de son âge actuel (redshift = 2,38), ont révélé une énorme chaîne de galaxies d'environ 300 millions d'années-lumière. Cette nouvelle structure défie les modèles actuels de l'évolution de l'Univers, ce qui ne peut pas expliquer comment une corde aussi grosse aurait pu se former si tôt.
La chaîne est de taille comparable à la «Grande Muraille» des galaxies trouvées dans l'Univers voisin par le Dr John Huchra et le Dr Margaret Geller en 1989. C'est la première fois que les astronomes ont été en mesure de cartographier une zone dans les premiers grands univers assez pour révéler une telle structure de galaxie.
La chaîne a été découverte par le Dr Povilas Palunas (Université du Texas, à Austin, Texas), le Dr Paul Francis (Australian National University, Canberra, Australie), le Dr Harry Teplitz (California Institute of Technology à Pasadena), le Dr Gerard Williger (Johns Hopkins University, Baltimore, Md.), Et le Dr Bruce E. Woodgate (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.). Les premières observations ont été faites avec le télescope Blanco de 4 m (159 pouces) de l'Observatoire interaméricain Cerro Tololo de la National Science Foundation au Chili, et confirmées avec le télescope anglo-australien de 3,9 m (154 pouces) à Siding Spring Observatoire dans l'est de l'Australie. L'équipe présente ses conclusions aujourd'hui à la réunion de l'American Astronomical Society à Atlanta, en Géorgie, et un article décrivant ce travail paraîtra dans le Astrophysical Journal en février.
La chaîne se trouve à 10 800 millions d'années-lumière en direction de la constellation sud de Grus (la grue). La distance parcourue par la lumière en un an, près de six mille milliards de kilomètres ou 9,5 milliards de kilomètres, est une année-lumière, nous voyons donc la chaîne telle qu'elle est apparue il y a 10,8 milliards d'années. Elle est longue d'au moins 300 millions d'années-lumière et large d'environ 50 millions d'années-lumière. (Reportez-vous au film 1 et aux images 3 et 4 pour un concept d'artiste de la chaîne.) Les astronomes ont détecté 37 galaxies et un quasar dans la chaîne, mais "il y en a certainement beaucoup plus", a déclaré Palunas. "La chaîne contient probablement plusieurs milliers de galaxies." (Reportez-vous à l'image 1 pour un concept d'artiste de ces galaxies et à l'image 5 pour un tracé de leur emplacement dans le ciel.)
"Nous voyons cette chaîne telle qu'elle était lorsque l'Univers n'avait que le cinquième de son âge actuel", a déclaré Woodgate. "C'est-à-dire que nous regardons les quatre cinquièmes du chemin vers le début de l'Univers à la suite du Big Bang."
L'équipe a comparé leurs observations aux simulations de superordinateurs de l'Univers primitif, qui ne pouvaient pas reproduire des cordes de cette taille. "Les simulations nous disent que vous ne pouvez pas prendre la question dans le premier univers et l'aligner en cordes de cette taille", a déclaré Francis. "Il n'y a tout simplement pas eu assez de temps depuis le Big Bang pour qu'il forme des structures aussi colossales".
"Notre meilleure supposition en ce moment est qu'il s'agit d'un effet de la pointe de l'iceberg", a-t-il déclaré. «Tout ce que nous voyons, ce sont les quelques galaxies les plus brillantes. C'est probablement moins de 1% de ce qui existe vraiment, dont la plupart est la mystérieuse matière noire invisible. Il se pourrait que la matière noire ne soit pas arrangée de la même manière que les galaxies que nous voyons. » Récemment, des preuves se sont accumulées pour la présence de matière noire dans l'Univers, une forme invisible de matière détectable uniquement par l'attraction gravitationnelle qu'elle exerce sur la matière ordinaire (et la lumière). Il existe de nombreuses possibilités pour ce que pourrait être la matière noire, mais sa véritable nature est actuellement inconnue.
Ces dernières années, a expliqué Francis, il a été constaté que dans l'Univers local, la matière noire est distribuée à grande échelle de la même manière que les galaxies, plutôt que d'être plus grumeleuse, ou moins. Mais remontez 10 milliards d'années en arrière et cela pourrait être une histoire très différente. Les galaxies se forment probablement au centre des nuages de matière noire. Mais au début de l'Univers, la plupart des galaxies ne s'étaient pas encore formées et la plupart des nuages de matière noire ne contiendraient pas encore de galaxie.
"Pour expliquer nos résultats", a déclaré Francis, "les nuages de matière noire qui se trouvent dans les cordes doivent avoir formé des galaxies, tandis que les nuages de matière noire ailleurs ne l'ont pas fait. Nous ne savons pas pourquoi cela s'est produit - ce n'est pas ce que les modèles prédisent. "
Pour poursuivre cette recherche, disent les astronomes, la prochaine étape consiste à cartographier une zone de ciel dix fois plus grande, pour avoir une meilleure idée de la structure à grande échelle. Plusieurs enquêtes de ce type sont actuellement en cours. La recherche a été financée par la NASA et l'Université nationale australienne.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
