Des astronomes de l’université de l’État du Kansas (États-Unis) ont étudié les sens de rotation de quelque 200.000 galaxies spirales. Ils y ont découvert une structure qui laisse penser que notre Univers n’est pas si homogène que ça. © Alexandr Mitiuc, Adobe Stock

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L'Univers a-t-il été en rotation ?

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Les astronomes imaginaient notre Univers comme homogène. Mais la répartition des sens de rotation de 200.000 galaxies spirales semble au contraire montrer une structure définie. Elle suggère aussi que par le passé, notre Univers a pu être animé d'un mouvement de rotation.

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Au cœur des galaxies spirales, les étoiles ne sont pas immobiles. Elles sont entraînées dans un mouvement circulaire. Et partant du postulat acquis depuis Edwin Hubble d'un Univers homogène, les astronomes pensaient que, quelle que soit la région observée, les sens de rotation de ces galaxies devraient être uniformément répartis. Or des chercheurs de l’université de l’État du Kansas (États-Unis) arrivent aujourd'hui à une conclusion très différente, laissant supposer que par le passé, l'Univers lui-même a pu être en rotation.

Un motif géométrique dans la distribution des galaxies et de leur sens de rotation

Leurs travaux n'ont pas encore été évalués par des pairs, mais ils ont été présentés à la dernière réunion - 100 % virtuelle, crise du coronavirus oblige - de l'American Astronomical Society. Ils portent sur l'étude de plus de 200.000 galaxies spirales. Et selon les dires de Lior Shamir, astronome, dans un communiqué« l'analyse de ce très grand nombre de galaxies permet de faire ressortir clairement un motif géométrique dans la distribution de ces objets et de leur sens de rotation ».

Pour mieux comprendre, il faut se rappeler que l'apparence d'une galaxie spirale change selon l'endroit depuis lequel elle est observée. Ainsi, une galaxie peut sembler tourner dans le sens horaire lorsqu'elle est vue depuis la Terre et dans un sens antihoraire si elle est vue depuis une région opposée. Dans un univers isotrope et sans structure particulière, nous devrions observer autant de galaxies tournant dans un sens que dans l'autre.

Cette projection de l’ensemble du ciel montre la distribution quadripolaire des sens de rotation des galaxies spirales. © Lior Shamir, Université de l’État du Kansas

Une anomalie quadripolaire

C'est grâce au Sloan Digital Sky Survey (SDSS) et au Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-Starrs) et à l'intelligence artificielle que les chercheurs de l'université de l'État du Kansas ont pu, plus rapidement que jamais, trier les galaxies selon leur sens de rotation. Et découvrir qu'il existe une différence d'un peu plus de 2 % entre le nombre de galaxies qui tournent dans le sens horaire et celles qui tournent dans le sens antihoraire. Une différence infime, mais qui, selon les astronomes, ne peut pas être l'effet d'un hasard.

Les chercheurs notent aussi que cette asymétrie se retrouve sur plus de quatre milliards d'années-lumière, mais qu'elle n'est pas uniforme. Plus on s'éloigne de la Terre, plus elle semble marquée. De quoi penser que par le passé, notre Univers était moins chaotique qu'aujourd'hui.

Le schéma que les chercheurs ont observé correspond par ailleurs à un alignement quadripolaire. Laissant entendre que par le passé, notre Univers dans son ensemble a pu tourner, un peu comme une galaxie géante. Mais de manière assez complexe, autour de quatre axes. Un concept qui n'est pas si nouveau. Car des anomalies de ce type avaient déjà été décelées dans le fond diffus cosmologique. Mais « contrairement aux mesures réalisées ici sur les sens de rotation des galaxies spirales », ce fond cosmologique est sensible aux contaminations telles que l'obstruction de la Voie lactée. Il ne peut pas non plus montrer comment ces anomalies ont varié au fil du temps. Ce qui avait laissé planer le doute sur cette observation. Jusqu'à maintenant...

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