La toile cosmique se dévoile
Aux plus grandes échelles, la matière se répartit de façon étonnante dans l’Univers : de grands filaments encadrent de vastes régions quasi vides. Des simulations numériques de la formation des grandes structures, basées sur le modèle du Big Bang, avaient déjà prédit cette « toile cosmique ». Cependant, jusqu’à présent, des observations directes et complètes manquaient. Grâce à l’instrument Muse du télescope VLT (Very Large Telescope) au Chili, une équipe dirigée par Roland Bacon, du Cral (Centre de recherche astrophysique de Lyon), a identifié de tels filaments de matière dans l’Univers jeune, seulement un à deux milliards d’années après le Big Bang.
Dans l’Univers, la matière se présente sous deux formes : la matière ordinaire (ou baryonique), constituée d’atomes, principalement de l’hydrogène sous forme de gaz neutre, et la matière noire, dont la nature reste inconnue mais qui représente 85 % de la matière totale. Sous l’effet de l’expansion cosmique et de l’attraction gravitationnelle, la matière s’est regroupée pour former des structures filamentaires interconnectées, essentielles à la compréhension de la naissance et de la croissance des galaxies.
Observer ces filaments dans l’Univers jeune représente un défi pour les astrophysiciens, car l’hydrogène moléculaire émet peu de rayonnement, tandis que la matière noire n’en émet pas du tout. Des méthodes de détection indirectes ont été utilisées, comme la lentille gravitationnelle, qui permet de repérer la matière noire par les déformations des images d’autres galaxies. Cependant, ces approches sont limitées à des régions denses et ne représentent pas l’ensemble de la toile cosmique.
Pour obtenir une vue plus complète des filaments, l’équipe a utilisé le spectrographe 3D Muse, couplé à un système d’optique adaptative, permettant une meilleure résolution des images. Pendant 140 heures, le télescope a observé une région du ciel déjà explorée par le télescope spatial Hubble, le « champ ultraprofond », révélant ainsi 2 250 galaxies, dont 40 % étaient invisibles dans les données de Hubble.
Après une année d’analyse, les chercheurs ont identifié 22 régions présentant une surdensité de galaxies, avec des filaments de gaz détectés dans au moins cinq de ces zones. Des simulations numériques suggèrent que ces filaments pourraient être émis par des milliards de galaxies naines, qui, bien que peu brillantes individuellement, contribuent à la formation de la toile cosmique.
Cette découverte pourrait avoir des implications importantes pour la cosmologie et l’histoire de l’Univers, notamment en ce qui concerne la réionisation et la fin des âges sombres, survenant entre 500 millions et un milliard d’années après le Big Bang. Cependant, pour une compréhension plus complète de la toile cosmique, des projets futurs avec un champ de vision plus large seront nécessaires.
Source : Pour la Science
