Les impulsions intergalactiques résolvent le mystère de la matière manquante de l’univers

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Les scientifiques ont dépensé trois décennies essayant de localiser la moitié de toute la matière «normale» qui est censée exister dans le univers. Un nouveau journal prétend avoir enfin trouvé ce truc manquant, dans une découverte rendue possible par la mesure des rafales radio rapides entrantes.

«Nous savons grâce aux mesures du Big Bang combien il y avait de matière au début de l’Univers», a expliqué Jean-Pierre Macquart, astrophysicien de l’Université Curtin et auteur principal de la nouvelle Nature papier, dans un communiqué de presse. « Mais quand nous avons regardé dans l’univers actuel, nous n’avons pas pu trouver la moitié de ce qui devrait être là. C’était un peu embarrassant. »

En manquant de matière, Macquart fait référence à la matière baryonique – le genre de matière que nous pouvons toucher et voir –par opposition à matière noire, qui est une autre histoire. Matière baryonique, composée des neutrons et des protons, fait tout ce que nous pouvons détecter autour de nous, des planètes, des gens et des ours polaires aux nuages et iPdes pierres. Les prédictions théoriques suggèrent La matière baryonique représente entre 4 et 5 pour cent de toutes les choses dans l’univers, mais les scientifiques n’ont pu en expliquer qu’environ la moitié, dans une anomalie comptable de proportions cosmiques.

Le nouvel article prétend avoir résolu ce mystère, trouvant la matière manquante dans les profondeurs de l’espace intergalactique, à des densités dérisoires.

« L’espace intergalactique est très rare », a déclaré Macquart. «La matière manquante équivalait à seulement un ou deux atomes dans une pièce de la taille d’un bureau moyen. So il était très difficile de détecter cette affaire en utilisant des techniques et des télescopes traditionnels. »

Le fait que la matière manquante ait été trouvée flottant dans l’immensité du milieu intergalactique n’est pas une énorme surprise, mais les scientifiques n’avaient pas été en mesure de le détecter et de le mesurer auparavant. Les astrophysiciens peuvent maintenant pousser un soupir de soulagement, car le nouveau «recensement des baryons», comme le disent les auteurs, est conforme aux modèles théoriques.

La clé de la découverte est un étrange phénomène céleste connu sous le nom de éclats radio rapides. Découvertes en 2007, les FRB sont puissants mais bref des éclairs d’énergie provenant de galaxies lointaines, très lointaines. Les scientifiques ne savent toujours pas ce qui cause les FRB, et ils ne peuvent pas non plus prédire quand ni où ils se produiront, car ces impulsions apparaissent apparemment au hasard et ne dure que quelques millisecondes.

Nous ne comprenons peut-être pas complètement les FRB, mais elles sont bien réelles. Surtout, et dans un développement qui a rendu la nouvelle découverte possible, les scientifiques sont maintenant en mesure de localiser l’origine galactique des FRB avec une précision incroyable, leur permettant de déterminer la distance parcourue par ces impulsions de leur point d’origine à la Terre. L’outil qui rend cela possible est l’Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) du CSIRO, un radiotélescope situé à 800 km (500 miles) au nord de Perth.

Équipés de cette capacité, Macquart et ses collègues ont analysé plusieurs FRB pour déterminer la quantité de refoulement reçue par ces impulsions sur leur chemin vers la Terre. La distribution de la matière baryonique dans l’espace intergalactique peut être clairsemée, mais lorsque vous voyagez pendant des millions d’années-lumière, vous êtes obligé de rencontrer l’étrange électron libre – un pistolet fumant pour la présence de matière baryonique.

Comme indiqué dans un communiqué de presse de l’ICRAR, « Lorsque vous voyagez dans un espace complètement vide, toutes les longueurs d’onde du FRB voyagent à la même vitesse, mais lorsque vous voyagez à travers la matière manquante, certaines longueurs d’onde sont ralenties. » Cette méthode « détermine la densité de la colonne d’électrons le long de chaque ligne de visée et représente chaque baryon ionisé », ont noté les auteurs de l’étude.

La densité mesurée correspondait étroitement aux estimations préexistantes de la quantité de matière qui devrait exister dans l’univers. Incroyablement, seulement six FRB étaient nécessaires pour estimer le contenu baryonique à travers l’univers entier. L’esprit soufflé.

« Le rayonnement des radiations radio rapides se propage par la matière manquante de la même manière que vous voyez les couleurs de la lumière du soleil étant séparées dans un prisme », a déclaré Macquart. « Nous avons maintenant été en mesure de mesurer les distances à une radio suffisamment rapide éclats pour déterminer la densité de l’Univers. « 

Un similaire papier à partir de 2018, dans lequel les chercheurs ont étudié la lumière primordiale du premier univers, a également affirmé avoir expliqué le manquant. Comme la nouvelle étude, cet article a souligné que le milieu intergalactique était la cachette de la matière régulière.

Parler à CNN, l’astronome Mariya Lyubenova de l’Observatoire européen austral a déclaré qu’un deuxième observatoire, le Very Large Telescope au Chili, était la clé de cette nouvelle découverte.

« La mesure a nécessité la synergie de deux types de télescopes très différents pour parvenir à une conclusion ferme », a déclaré Lyubenova, qui n’était pas impliqué dans la nouvelle étude, à CNN. « La distribution de la matière ordinaire dans l’univers est importante, car elle détermine le cadre dans lequel les galaxies, les étoiles et, finalement, les planètes se forment. »

Comme toujours, ce sera bien de voir une équipe indépendante reproduire ces résultats, mais nous semblons certainement nous rapprocher de la vérité. Vous pouvez cacher la matière baryonique, mais vous ne pouvez pas courir à partir de nos nouveaux télescopes de fantaisie.

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