Détection d’un signal radio ancien d’hydrogène pour cartographier l’Univers
Les astronomes ont détecté directement un signal radio extraordinairement faible provenant de gaz hydrogène situé à des milliards d’années-lumière, illustrant une nouvelle méthode prometteuse pour cartographier la vaste structure de l’Univers.
Cette recherche, menée par une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l’Université de Manchester et de l’Université du Cap-Occidental, a utilisé le télescope radio MeerKAT en Afrique du Sud pour mer les émissions d’hydrogène neutre datant d’une époque où l’Univers était plusieurs milliards d’années plus jeune qu’aujourd’hui. Les résultats, publiés dans The Astrophysical Journal Letters, soulignent le potentiel croissant de la cartographie de l’intensité de l’hydrogène, une technique conçue pour sonder d’énormes régions de l’espace de manière beaucoup plus efficace que les méthodes traditionnelles basées sur l’identification individuelle des galaxies.
Le gaz hydrogène émet naturellement un signal radio très faible connu sous le nom de ligne de 21 centimètres. En raison de l’expansion de l’Univers, ce signal est étiré vers des longueurs d’onde plus longues pendant son voyage à travers l’espace. En mesurant ce décalage, les astronomes peuvent étudier l’hydrogène provenant de différentes époques de l’histoire cosmique. La cartographie de l’intensité de l’hydrogène exploite ce signal d’une manière différente des enquêtes conventionnelles sur les galaxies. Au lieu de tenter d’identifier et de mer une galaxie à la fois, les astronomes détectent la lueur radio combinée produite par l’hydrogène dans un grand nombre de galaxies qui ne peuvent pas être résolues individuellement.
Les chercheurs ont examiné environ 96 heures d’observations de MeerKAT et ont trouvé le signal provenant de deux périodes distinctes de l’histoire cosmique. Les émissions avaient voyagé pendant environ quatre à cinq milliards d’années avant d’atteindre la Terre. Les mes ont permis à l’équipe de suivre l’hydrogène sur des distances de plusieurs millions d’années-lumière, comparables à la distance entre la Voie lactée et la galaxie voisine d’Andromède.
Cette détection directe représente une avancée significative pour la cartographie de l’Univers. Selon Dr. Sourabh Paul, auteur principal de l’étude, l’intensité de l’hydrogène a longtemps été considérée comme un moyen prometteur de cartographier l’Univers de manière efficace, mais le signal est extrêmement faible et difficile à isoler des interférences. La possibilité de le détecter directement avec MeerKAT montre que cette technique devient un outil pratique pour la cosmologie.
Les résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour mer l’hydrogène neutre à des distances cosmologiques et étudier comment les galaxies se sont formées et ont évolué au fil du temps. Selon Dr. Zhaoting Chen, co-auteur de l’étude, l’hydrogène neutre est un ingrédient clé pour comprendre la formation et l’évolution des galaxies.
La détection réussie pourrait également avoir des implications majeures pour les futures enquêtes cosmologiques, avec la cartographie de l’intensité de l’hydrogène qui devrait devenir un axe scientifique important pour l’Observatoire Square Kilometre Array, dont MeerKAT est le télescope précurseur.
Les futures études, en observant des portions plus vastes du ciel pendant de plus longues périodes, devraient permettre aux astronomes de cartographier l’hydrogène neutre avec une précision encore plus grande, contribuant ainsi à notre compréhension de l’évolution des galaxies et de l’influence de la matière noire sur le web cosmique.
Source : The Astrophysical Journal Letters
