L'amas massif de galaxies Abell 3667 est observé dans le domaine radio, ce qui a permis de synthétiser cette image en fausses couleurs. Les galaxies individuelles sont trop petites pour être distinguées sur cette image. La couleur blanche montre la distribution du gaz qui imprègne l'espace au sein des galaxies de cet amas. Les structures rouges retracent les deux grandes ondes de choc générées lors de la formation de l'amas de galaxies. © Francesco de Gasperin, South African Radio Astronomy Observatory (Sarao)
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6,5 millions d'années-lumière : c’est La plus grande onde de choc jamais observée dans l’Univers

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[EN VIDÉO] Les 20 ans de Futura avec Françoise Combes  2021 c'est l'année des 20 ans de Futura ! À cette grande occasion, nous avons demandé à nos parrains de s'exprimer sur le sujet... Françoise Combes s'est notamment prêtée à l'exercice et nous livre son analyse d'astrophysicienne sur le passé, mais aussi sur les 20 prochaines années. 

Le radiotélescope sud-africain MeerKAT est un précurseur du télescope Square Kilometre Array (SKA), un projet de radiotélescope géant constitué de plusieurs réseaux interférométriques dans les longueurs d'onde métriques et centimétriques et qui sera d'une surface collectrice équivalente à un kilomètre carré. Il vient de permettre d'étudier l'onde de choc issue d'une collision d'amas de galaxies s'étendant sur 6,5 millions d'années-lumière.

Dans le cadre du modèle cosmologique standard, la gravitation propre à la matière noire a causé son effondrement très tôt dans l'histoire du cosmos observable, entrainant avec elle l'effondrement de la matière ordinaire qui a donné naissance aux galaxies. Celles-ci, à leur tour et toujours en suivant la concentration de la matière noire, vont se rassembler en filaments et aussi en amas de galaxies contenant des centaines, voire des milliers de galaxies.

Le cosmos observable est en expansion bien sûr, mais, tout comme au niveau du Système solaire ou des étoiles dans une galaxie, cette expansion est parfois contrecarrée par la force de gravitation de la matière jusqu'à dominer aussi l'effet répulsif de l'énergie noire. C'est pour cette raison que la galaxie d'Andromède finira par entrer en collision avec la Voie lactée et que l'on observe par exemple avec Hubble non seulement des collisions de galaxies mais aussi des collisions titanesques d’amas de galaxies.

Le réseau de radiotélescopes MeerKAT en Afrique du Sud permet aussi de poursuivre la détection des émissions radio d’une civilisation extraterrestre dans le cadre du programme Seti. Pour obtenir une traduction en français assez fidèle, cliquez sur le rectangle blanc en bas à droite. Les sous-titres en anglais devraient alors apparaître. Cliquez ensuite sur l'écrou à droite du rectangle, puis sur « Sous-titres » et enfin sur « Traduire automatiquement ». Choisissez « Français ». © BerkeleySETI

Des ondes de chocs qui font rayonner indirectement les électrons

Il y a quelques années, un nouveau réseau de radiotélescopes a été inauguré en Afrique du Sud. Il s'agit de MeerKAT et il est composé de 64 paraboles radio individuelles de 13,5 m de diamètre et réparties sur une zone de 8 km. Aujourd'hui, une équipe de radioastronomes qui ont utilisé les données de cet instrument, révèle qu'elles fournissent les images plus détaillées de l'onde de choc, comparable à celle d'une explosion provoquée dans le milieu intergalactique par la collision qui a été suivie de la fusion de deux amas de galaxies et qui a donné l'amas connu sous le nom de Abell 3667 il y a environ un milliard d'années.

L'amas est mentionné dans le catalogue d'astres du même type dont la constitution a été initiée par l'astronome états-unien George Ogden Abell qui en a publié une première version en 1958. Il en contient aujourd'hui plus de 4.000.

Zoom sur la plus grande des deux ondes de choc associée à Abell 3667, où la structure filamentaire complexe est évidente. La plupart des galaxies visibles ne font pas partie de l'amas, se trouvant soit en arrière-plan, soit devant lui. La taille de la Voie lactée (Milky Way en anglais) si elle se trouvait à la même distance de l'onde de choc est également indiquée en haut à droite. © Francesco de Gasperin, South African Radio Astronomy Observatory (Sarao)

Il apparait clairement sur les images dans le domaine radio que la formation d'Abell 3667 s'est donc accompagnée de l'équivalent d'un boom supersonique dans le milieu intergalactique et de plasma chaud qui baigne les amas. La structure principale observée s'étend sur presque 6,5 millions d'années-lumière. Rappelons que le disque visible de notre Voie lactée composée d'étoiles a un diamètre de 100.000 années-lumière seulement. On peut prendre la mesure de ce que l'étendue de l'onde de choc représente en voyant une partie de l'image en radio de celle-ci sur la photographie de synthèse ci-dessus en fausses couleurs. Les détails des découvertes des chercheurs concernant Abell 3667 sont disponibles dans un article déposé sur arXiv.

Francesco de Gasperin (Université de Hambourg et INAF), auteur principal de l'article, explique concernant les structures révélées par les images de MeerKAT dans un communiqué du South African Radio Astronomy Observatory (SARAO) qu'elles sont « pleines de surprises et beaucoup plus complexes que ce que nous pensions initialement.  Les ondes de choc agissent comme des accélérateurs de particules géants qui accélèrent les électrons à des vitesses proches de la vitesse de la lumière. Lorsque ces électrons rapides traversent un champ magnétique, ils émettent les ondes radio que nous voyons ».


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