L’Univers est composé de 95% de matière non visible et de 5% de matière ordinaire. Une équipe internationale de chercheurs, dont le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (CNRS/Université d’Aix Marseille)

et le Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CNRS/ Université Claude Bernard Lyon 1/ ENS de Lyon). En pointant un amas de galaxies massif appelé Abell 2744, ils ont effectivement trouvé cette matière ordinaire sous la forme de ce gaz très chaud dans des filaments cosmiques. Ces résultats font l’objet d’un article de la revue Nature du 3 décembre. Johan Richard , chercheur au Centre de Recherches astrophysique  de Lyon (Université Claude Bernard Lyon 1)  explique.

Quelle est la place de la matière ordinaire dans l’Univers ?

Quand nous observons l’Univers nous avons accès à la lumière émise par les atomes, c’est-à-dire la matière ordinaire formée des mêmes atomes que ceux dont nous sommes constitués. La matière ordinaire représente seulement 5% de la matière totale de l’Univers. La presque totalité de la matière de l’Univers n’est pas visible par nos yeux, car elle ne produit pas de lumière.

Une partie de cette matière se présente sous la forme d’un gaz très peu dense, essentiellement formé d’atomes d’hydrogène mais aussi d’éléments plus lourds dans des proportions encore assez peu connues à ce jour.

Comment êtes vous parvenus à ce résultat ? Comment faites vous pour connaitre ces phénomènes très lointains, complexes et invisibles?

Nous procédons de deux manières. Nous cherchons à interpréter les informations de proche en proche, à partir de nos connaissances en particulier de galaxies et amas de galaxies plus proches pour remonter de plus en plus loin dans l’Univers. Nous avançons de proche en proche en partant d’éléments connus, pour déduire et imaginer la manière dont les phénomènes se produisent probablement. On ne peut connaitre cette matière que lorsqu’elle se condense en étant attirée par la gravitation, le long de sortes de lignes de grande densité de la matière noire.

Ces filaments de gaz se forment sous l’effet de la gravité, attirés par les amas de galaxies très massifs. Des simulations indiquent que cette matière se rapproche des amas de galaxies. Ils se condensent sous forme de filaments de plus en plus importants. Le mouvement d’agglomération s’accélère et les filaments sont de plus en plus attirés vers les amas de galaxies. Ces filaments de matière très comprimés font des ondes de choc et sont portés à des températures de centaines de milliers ou de millions de degrés. Ils émettent alors des rayons X. Ces rayons X nous les connaissons très bien puisqu’ils sont utilisés chaque jour par des dizaines de milliers de personnes dans le domaine de la santé, pour l’imagerie ou pour des soins, ou dans le domaine de l’industrie, de la recherche.

Vous passez ensuite à une phase d’observation ?

Nous avons pu observer directement ce phénomène pour la première fois en utilisant le télescope spatial XMM de l’Agence spatiale européenne, capable de détecter les rayons X associés à de la matière soumise à de très hautes températures. XXM, ce qui veut dire, X rays x Mirrors, Miroirs multiples pour Rayons XAF ray, X miroirs.

Quelle est l’importance de ces travaux ?

Nos observations ont permis de confirmer des hypothèses sur la composition de la matière ordinaire. Nous avons progressé dans la connaissance du comportement de l’hydrogène qui a été le premier atome formés à la naissance de l’Univers. D’autres atomes comme l’hélium, puis d’autres, de plus en plus lourds se sont formés progressivement, notamment des métaux.

Quel peut être l’intérêt sur le plan technique de vos travaux ?

Nos travaux ont permis de développer des connaissances, des moyens d’observation, d’analyse qui peuvent trouver des applications dans plusieurs domaines. Les prochaines étapes avec de nouveaux télescopes par exemple permettront de voir davantage d’informations.

Source: “Warm-hot baryons comprise 5–10 per cent of filaments in the cosmic web,”, D. Eckert et al., publié le 3 Décembre 2015 dans la revue Nature.