Un titan cosmique découvert dans l’Univers jeune
Un vaste proto-superamas de galaxies a été détecté au sein de l’Univers jeune par une équipe d’astrophysiciens étrangers.
Le proto-superamas Hypérion. Le proto-superamas Hypérion Photo : ESO/L. Calçada & Olga Cucciati
Cette structure colossale baptisée Hypérion, d’une immensité inégalée, a été observée à l’aide de l’instrument VIMOS installé sur le Très Grand Télescope de l’Observatoire européen austral situé dans le désert d’Atacama au nord du Chili.
«C’est la toute première fois qu’une structure aussi étendue est identifiée seulement 2 milliards d’années après le big bang.»
—Olga Cucciati, de l’Institut italien d’astrophysique de Bologne
La masse de ce proto-superamas situé dans la constellation du Sextant est estimée à plus d’un million de milliards de fois celle de notre Soleil.
Cette masse colossale est semblable à celle des structures les plus étendues de l’Univers actuel.
Surprise céleste
L’existence d’un objet si massif dans l’Univers jeune a surpris les astronomes.
«Normalement, ce type de structure se rencontre à des stades plus avancés dans l’évolution de l’Univers. Ce fut une réelle surprise de constater l’existence d’une structure aussi évoluée au sein d’un Univers relativement jeune.»
—Olga Cucciati
Hypérion est doté d’une structure complexe, composée d’au moins 7 régions liées entre elles par des filaments de galaxies. Ses dimensions sont comparables à celles de superamas dans l’Univers proche, mais sa structure est très différente.
« Les superamas situés à plus grande proximité de la Terre sont caractérisés par une distribution de masse plus concentrée et une architecture davantage structurée », explique l’astronome Brian Lemaux de l’Université de Californie à Davis.
À titre comparatif, Hypérion est doté d’une distribution de masse plus uniformément répartie avec une série de régions très denses connectées entre elles et peuplées de galaxies éparpillées.
Le travail de la gravité
Cette différence d’aspect résulte sans doute des effets prolongés de la gravité puisque contrairement à Hypérion, les superamas observés dans l’Univers proche, à plus de 13 milliards d’années après le big bang, ont disposé de plusieurs milliards d’années supplémentaires pour condenser leur matière en des régions de densité plus élevée.
Les dimensions d’Hypérion dans un Univers si jeune laissent à penser qu’il évoluera en une structure semblable aux superamas qui composent notre Univers local, tel que le superamas de la Vierge, dans lequel se trouve notre galaxie, la Voie lactée.
« La comparaison d’Hypérion avec des structures semblables récentes offre un aperçu de l’évolution des structures les plus massives de l’Univers depuis un lointain passé, ainsi que la possibilité de tester les modèles de formation des superamas », explique Olga Cucciati.
L’étude de ce géant cosmique dévoile donc le passé de ces vastes structures.
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Notre Voie lactée cachait un monstre
Au centre, la zone en blanc et bleu correspond à la Voie lactée. Le bulbe galactique se trouve à gauche. Les régions en jaune et vert correspondent aux galaxies voisines. Le superamas Vela est indiqué par les lettres VSC et le superamas de Shapley, une autre structure massive dans notre voisinage, est indiqué par les lettres SC.Au centre, la zone en blanc et bleu correspond à la Voie lactée. Le bulbe galactique se trouve à gauche. Les régions en jaune et vert correspondent aux galaxies voisines. Le superamas Vela est indiqué par les lettres VSC et le superamas de Shapley, une autre structure massive dans notre voisinage, est indiqué par les lettres SC. Photo : Université de Cape Town/Thomas Jarrett
L’un des plus imposants superamas de galaxies détecté à ce jour a été observé dans le voisinage de notre Voie lactée.
Un texte d’Alain Labelle
Le professeur Matthew Colless de l’Université nationale d’Australie explique que cet objet céleste, baptisé Vela, est passé inaperçu jusqu’à aujourd’hui parce qu’il se trouve caché par des étoiles et de la poussière de notre galaxie.
En fait, Vela est si massif qu’il influence même le mouvement de notre galaxie.
Ceux qui l’ont découvert estiment même qu’il s’agit de l’une des plus importantes concentrations de galaxies de l’Univers, certainement dans notre voisinage. « D’autres travaux doivent être réalisés pour le confirmer », explique le professeur Colless.
La gravité du superamas pourrait aussi expliquer la différence entre le mouvement mesuré de la Voie lactée à travers l’espace et le mouvement prédit à partir de la distribution des galaxies précédemment cartographiées.
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La détection a été rendue possible grâce au télescope anglo-australien situé à l’observatoire de Siding Spring, en Australie, à une altitude d’environ 1000 m.
Deux études sont prévues en 2017 pour confirmer cette observation.
La présente recherche a été publiée dans le Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Superamas 101
Notre Soleil est l’une des centaines de milliards d’étoiles de notre galaxie, la Voie lactée. Un amas peut regrouper des centaines, voire des milliers, de galaxies. Encore plus grands, les amas peuvent eux-mêmes constituer des superamas, les plus grandes structures connues de l’Univers. Ce sont des ensembles gigantesques de centaines ou de milliers de groupes et d’amas de galaxies et s’étendent sur des centaines de millions d’années-lumière.
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Science
Poussée par un vide, notre galaxie fonce à plus de 2 millions de km/h
La Voie lactéeNotre galaxie, la Voie lactée Photo : ESO / Serge Brunier, Frederic Tapissie
C’est un répulseur dipôle qui est responsable du déplacement de la Voie lactée à 630 kilomètres par seconde, montrent les travaux d’une équipe internationale d’astrophysiciens menée par Yehuda Hoffman, de l’Université hébraïque de Jérusalem, en Israël. Explications
Un texte d’Alain Labelle
Cette découverte vient répondre à une énigme en astrophysique vieille de plus de 40 ans. Les scientifiques tentaient de comprendre ce qui cause le déplacement de la Voie lactée ainsi que sa direction. Elle fait la Une de la nouvelle revue Nature Astronomy du groupe Nature consacrée aux sciences de l’Univers.
L’un des responsables du mouvement de notre galaxie est donc un immense vide qui exercerait une force de répulsion sur la Voie lactée. Ce « repousseur » contribue aux forces gravitationnelles qui nous font naviguer à près de 2,3 millions de km/h sur la toile cosmique, la structure suivant laquelle la matière s’organise à grande échelle, notamment sous la forme de filaments qui connectent des galaxies entre elles et séparent des vides.
Personne ne le ressent, mais notre petite planète est constamment soumise à plusieurs types de mouvements :
•La Terre tourne sur son axe à la vitesse d’environ 1600 km/h;
•Elle tourne autour du Soleil à 100 000 km/h;
•Le Soleil orbite autour du centre de la Voie lactée à 850 000 km/h;
•Notre galaxie navigue à près de 2,3 millions de km/h, soit 630 km par seconde.
Le « Grand attracteur »
Pour expliquer le déplacement de notre galaxie, les scientifiques se sont d’abord intéressés au rôle éventuel d’un excès de galaxies situées dans la direction générale de notre mouvement. Dans les années 1980, le suspect a été appelé le « Grand Attracteur », une région d’une demi-douzaine d’amas riches en galaxies à une distance de 150 millions d’années-lumière de nous.
Puis, l’attention a été portée sur une entité plus importante, toujours dans la même ligne de visée et directement derrière le Grand Attracteur : la Concentration d’amas de galaxies de Shapley, située à 600 millions d’années-lumière de nous.
Mais, au fil des ans, le débat s’est enlisé sur l’importance relative de ces deux attracteurs puisqu’ils ne pouvaient pas expliquer notre mouvement, d’autant qu’il ne pointe pas exactement dans la direction de Shapley comme cela devrait être le cas.
Cette cartographie des courants de matière (les flèches directionnelles) et des surfaces équipotentielles gravitationnelles (régions de l’espace « ressentant » la même attraction de gravitation – en vert et en jaune) permet, en visualisant son influence, de matérialiser la région du Dipole Repeller, ainsi que les nœuds et filaments de la toile cosmique (surfaces rouges et grises). La structure à grande échelle de notre Univers local est ainsi représentée. La flèche jaune est positionnée sur notr Cette cartographie des courants de matière (les flèches directionnelles) et des surfaces équipotentielles gravitationnelles (régions de l’espace « ressentant » la même attraction de gravitation – en vert et en jaune) permet, en visualisant son influence, de matérialiser la région du Dipole Repeller, ainsi que les nœuds et filaments de la toile cosmique (surfaces rouges et grises). La structure à grande échelle de notre Univers local est ainsi représentée. Photo : Y. Hoffman, D. Pomarède, R.B. Tully, H. Courtois
C’est à ce moment que l’hypothèse d’une région sous-dense, un « vide » extragalactique, est alors apparue pour élucider ce phénomène.
«Si vous créez un vide dans une région de l’Univers, les éléments qui se trouvent en périphérie vont s’éloigner, car ils vont être attirés par d’autres régions sous l’effet de la gravitation.»
—Daniel Pomarède, ingénieur chercheur au CEA
Savoir où nous allons
Les astrophysiciens savent donc quelle voie suit notre galaxie, attirée par la lointaine concentration de masse Shapley et repoussée par le répulseur dipôle, une région faite de « rien », même pas de matière invisible, dont finalement on ne connaît pas grand-chose.
C’est pourquoi les astrophysiciens préparent maintenant des relevés ultra-sensibles en optique, proche infrarouge et radio qui permettront d’identifier les rares galaxies qui peuvent résider dans et autour d’un tel vide afin d’en approfondir notre connaissance.