L’image effrayante de Hubble en toile d’araignée aide à enquêter sur la matière noire

Hibou Gourou

À l'approche d'Halloween demain, l'équipe du télescope spatial Hubble célèbre en publiant une nouvelle image Hubble montrant les toiles d'araignées sombres de l'amas de galaxies Abell 611. Située à une distance incroyable de 3,2 milliards d'années-lumière, cette vue montre des centaines de galaxies liées entre elles par gravité en une énorme structure.

Prise à l'aide des instruments Hubble Advanced Camera for Surveys et Wide Field Camera 3, l'image combine à la fois des observations en lumière visible et infrarouge.

Des centaines de petites galaxies apparaissent sur cette vue. Leurs couleurs varient. Certains sont des nuances d'orange, tandis que d'autres sont blancs. La plupart apparaissent comme des ovales flous, mais quelques-uns ont des bras en spirale distincts. Il y a aussi de nombreux arcs minces, longs et oranges qui s'incurvent autour du centre de l'image, où il y a une lueur orange proéminente.
Pour célébrer Halloween, Hubble vous présente cette image d'encre de l'amas de galaxies Abell 611, situé à environ 3,2 milliards d'années-lumière de la Terre. ESA/Hubble, NASA, P. Kelly, M. Postman, J. Richard, S. Allen

Cet amas particulier est une cible de prédilection pour les astronomes dans leur quête pour comprendre une substance effrayante : la matière noire . Une grande question en cosmologie est de savoir pourquoi de grandes structures comme Abell 611 ne se séparent pas, car elles ne semblent pas contenir suffisamment de masse pour se maintenir ensemble avec la gravité. L'explication principale est qu'ils contiennent en fait beaucoup plus de masse que nous ne pouvons en voir, et cette hypothétique masse invisible est appelée matière noire.

Cependant, la recherche de matière noire s'est avérée extrêmement difficile. La matière noire n'interagit pas avec la lumière, la rendant invisible, et elle n'a jamais été directement détectée. Les cosmologistes ne sont même pas sûrs de la forme que pourrait prendre la matière noire, bien que beaucoup pensent qu'il s'agit probablement d'une particule quelconque. Même si nous ne pouvons pas le voir directement, ses effets sur l'univers sont clairs. Ainsi que dans des endroits comme Abell 611, nous voyons des effets similaires à grande échelle cosmique, dans lesquels plus de masse est nécessaire pour expliquer le comportement des galaxies que ce que nous pouvons observer.

Abell 611 est particulièrement utile pour étudier la matière noire, car il y a tellement de galaxies massives apparaissant proches les unes des autres qu'il démontre de nombreux exemples d'un phénomène appelé lentille gravitationnelle . C'est là qu'un objet massif se trouve devant un autre de notre point de vue, et la gravité de cet objet intermédiaire est si grande qu'il plie l'espace-temps, modifiant l'apparence de la lumière provenant de l'objet d'arrière-plan. Ceci est utile, car l'objet intermédiaire peut agir comme une loupe, déformant la lumière de la galaxie la plus éloignée et nous permettant de voir des objets extrêmement éloignés.

Vous pouvez voir un exemple de cette lentille gravitationnelle au milieu de l'image, où la lumière de la galaxie à gauche du centre a été étalée en forme d'arc par la masse de l'amas de galaxies. En plus de nous aider à voir des objets distants, le degré de lentille peut également être utilisé pour déterminer la masse des objets impliqués. Lorsqu'elle est calculée de cette façon, la masse de l'amas est bien plus élevée que ne le suggère la masse observée, ce qui soutient l'idée qu'il doit y avoir un autre matériau invisible, comme la matière noire, remplissant l'amas.