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Dans le modèle cosmologique standard, la matière noire permet d’expliquer la courbe de rotation des galaxies et l’organisation à grande échelle des structures cosmiques. Certaines contraintes observationnelles ont permis de déterminer des valeurs concernant la vitesse d’évolution des structures de matière noire. Une toute nouvelle carte de la distribution de la matière noire, la plus précise à ce jour, semble toutefois suggérer que la vitesse précédemment déterminée soit en réalité plus lente.

Une équipe internationale d’astronomes a utilisé l’un des télescopes les plus puissants au monde pour analyser cet effet sur 10 millions de galaxies dans le contexte de la relativité générale d’Einstein.

Le résultat est la carte la plus complète de la distribution de matière noire dans l’Univers à ce jour. L’étude, publiée sur arXiv, doit encore passer l’étape du peer-review, mais les premiers résultants semblent indiquer que les structures composées de matière noire évoluent plus lentement que prévu.

« Si d’autres données montrent que nous avons raison, cela suggère que quelque chose manque à notre compréhension actuelle du modèle standard et de la théorie de la relativité générale » déclare le physicien Chiaki Hikage.

matiere noire subaru

Nouvelle carte historique de la matière noire (zones claires = plus de matière noire) basée sur l’effet de lentille gravitationnelle produit par les galaxies, indiqué par des lignes blanches. Crédits : HSC project/UTokyo

Pour ce faire, l’équipe d’Hikage a utilisé les effets de lentille gravitationnelle produits par les masses invisibles de matière noire. Ils ont déployé le système Hyper Suprime-Cam de 870 mégapixels du télescope Subaru pour observer des galaxies situées à des milliards d’années-lumière de la Terre.

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Parce que leur lumière a mis si longtemps à nous atteindre, nous les voyons comme elles existaient il y a des milliards d’années, ce qui signifie que la carte couvre une grande partie de l’histoire de l’Univers, permettant aux astronomes d’observer comment la matière noire a évolué au fil de milliards années.

La carte 3D résultante révèle la structure grumeleuse de la matière noire, en accord avec les conclusions des recherches précédentes — à l’exception de la vitesse à laquelle les structures évoluent. Selon cette nouvelle carte, cela se produit plus lentement que prévu par les modèles précédents.

Sur le même sujet : La lumière interne des amas de galaxies permet de révéler la distribution de matière noire

Cette vidéo montre la distribution de matière noire dans l’Univers, selon la nouvelle carte :

L’équipe travaille sur ce projet depuis 2014 en utilisant uniquement les observations de la première année, soit 11% de l’observation de Hyper Suprime-Cam, qui n’est pas encore terminée.

La prise de vue devrait s’achever en 2020. Un long travail attend encore les chercheurs pour déterminer s’il faut effectivement revoir le modèle standard de la cosmologie, ou bien s’il ne s’agit que de fluctuations statistiques.

« Avec un peu plus de travail, si nous pouvons obtenir une meilleure précision, nous pourrons peut-être trouver quelque chose de concret » conclut Hikage.

Source : arXiv

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