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El Gordo, un gros amas lointain de galaxies

ActualitéClassé sous :Astronomie , amas de galaxies , Univers

Un jeune et massif amas de galaxies extrêmement chaud - le plus grand jamais observé dans l'univers lointain - a été étudié par une équipe internationale avec le très grand télescope VLT de l'ESO situé dans le désert d'Atacama au Chili ainsi que par l'observatoire en rayons X de la Nasa Chandra et par le télescope Cosmologique Atacama.

En ajoutant au cliché pris par le VLT et Soar les données du satellite Chandra en rayons X, on observe en bleu le gaz chaud qui baigne l'amas de galaxies El Gordo. © ESO/Soar/Nasa

L'amas de galaxies qui vient d'être découvert a été surnommé El Gordo - le « gros » en espagnol. Il s'agit de deux sous-amas distincts en train d'entrer en collision à une vitesse de plusieurs millions de kilomètres à l'heure. Il est si lointain que sa lumière a voyagé pendant 7 milliards d'années avant d'atteindre la Terre. « Cet amas est le plus massif, le plus chaud et est celui qui émet le plus de rayons X de tous les amas observés jusqu'à présent à cette distance ou au-delà », déclare Felipe Menanteau de la Rutgers University, responsable de cette étude. « Nous avons consacré beaucoup de notre temps d'observation à El Gordo et je suis heureux que notre pari soit récompensé par la découverte d'une exceptionnelle collision d'amas. »

Les amas de galaxies sont les plus grands objets de l'univers, maintenus ensemble par la gravité. Leur processus de formation, quand de plus petits groupes de galaxies fusionnent ensemble, dépend beaucoup de la quantité de matière noire et d'énergie noire se trouvant dans l'univers à ce moment-là. De ce fait, l'étude des amas peut nous apporter de précieuses informations sur ces mystérieux composants du Cosmos. « Les gigantesques amas de galaxies comme celui-ci sont exactement ce que nous recherchions », précise Jack Hughes, un des membres de l'équipe faisant également partie de la Rutgers University. « Nous voulons voir si nous comprenons comment se forment ces objets extrêmes en utilisant les meilleurs modèles cosmologiques actuellement en vigueur ».

Cette vue de l'amas de galaxies El Gordo (ACT-CL J0102-4915) a été obtenue en combinant les images du VLT et celles du télescope Soar. © ESO/Soar

Trois télescopes pour El Gordo

L'équipe dirigée par des astronomes chiliens et ceux de la Rutgers University a découvert El Gordo en détectant une distorsion du fond diffus cosmologique en micro-ondes. Ce faible rayonnement est le vestige de la première lumière provenant du Big Bang, l'origine très dense et extrêmement chaude de l'univers, il y a environ 13,7 milliards d'années. Ce rayonnement laissé par le Big Bang interagit avec les électrons du gaz chaud des amas de galaxies, provoquant une distorsion du rayonnement de fond diffus vu depuis la Terre. Plus l'amas est gros et dense, plus l'effet est important. El Gordo a été détecté au cours d'un sondage du fond diffus réalisé par l'Atacama Cosmology Telescope. Le très grand télescope VLT de l'ESO a été utilisé par cette équipe pour mesurer les vitesses des galaxies de cette gigantesque collision d'amas ainsi que pour mesurer sa distance à la Terre. De plus, l'observatoire en rayons X de la Nasa, Chandra, a été utilisé pour étudier le gaz chaud de l'amas. Bien qu'un amas aussi éloigné et de la taille d'El Gordo soit très rare, les auteurs de l'article scientifique précisent que ces nouveaux résultats restent cohérents avec l'interprétation actuelle qu'ont les astronomes d'un univers qui a commencé par un Big Bang et qui est principalement fait de matière noire et d'énergie noire.

El Gordo s'est très probablement formé comme l'amas du Boulet, un spectaculaire amas de galaxies en interaction plus proche de la Terre de pratiquement 4 milliards d'années-lumière. Dans ces deux amas, il y a des preuves que la matière normale, principalement composée de gaz chaud lumineux en rayons X, a été séparée de la matière noire. Le gaz chaud a été ralenti par la collision, mais pas la matière noire. « C'est la première fois que nous trouvons un système semblable à l'amas du Boulet à une telle distance », dit Cristóbal Sifónn, étudiant à la Pontificia Universidad Católica du Chile (PUC) à Santiago. C'est comme le dit le vieux dicton : « si vous voulez comprendre où vous êtes en train d'aller, vous devez savoir où vous étiez avant ».

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