Où diable était passée la moitié de la matière ordinaire de l'Univers ? L'énigme enfin résolue !
Une partie de la matière manquante de l'Univers vient probablement d'être confirmée sous forme de gaz entre les galaxies. Il ne s'agit pas de la fameuse matière noire, mais de substance ordinaire qui était jusqu'ici indétectable.
Illustration de la matière baryonique retrouvée dans l'Univers. © Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA
C'était une immense énigme de l'astrophysique et de la cosmologie. Selon des chercheurs, la matière manquante de l'Univers a pu être localisée avec un bon degré de confiance entre les galaxies. Et non, il ne s'agit pas de l'insaisissable matière noire, dont on ne sait pas comment, ni même si elle interagit avec la matière dite ordinaire (ou “baryonique” pour les physiciens).
Pourtant, même cette matière baryonique ordinaire bien connue filait entre les doigts des astronomes, qui ne voyaient que la moitié environ du contenu estimé (mais avec de solides arguments physiques). En gros, on n'avait sous les yeux que 50 % des 15 % de la matière existante et le contenu en matière-énergie de l'Univers se moquait un peu des astronomes.
C'est un autre phénomène mystérieux qui va livrer des indices forts aux enquêteurs pour résoudre cette énigme : les Sursauts radio rapides (ou) FRB, sursauts d'ondes radio d'une durée extrêmement courte que nous allons de mieux en mieux parvenir à capter.
Les Fast Radio Burst, ces phares d'énergie dans la nuit
Illustration de FRB extragalactiques. © Ozgrav / Swinburne University of Technologie
C'est dans le milieu des années 2000 que les premiers sursauts radios rapides extragalactiques ont été repérés. Ils durent quelques petites millisecondes et concentrent plus d'énergie que ce que le Soleil émet en plusieurs jours. Leur nature fait encore débat, mais le consensus scientifique va dans le sens d'une origine due aux magnétars, ces étoiles très massives qui, en mourant, développent un champ magnétique d'une puissance inégalée.
L'important à comprendre ici est que le signal d'un FRB extragalactique va être fortement affecté par l'environnement qu'il traverse, livrant dès lors des informations précieuses sur ce dernier.
Les FRB révèlent qu'il y a bien plus de gaz froid entre les galaxies qu'on le détectait
Illustration d'un FRB extragalactique mettant en relief l'existence d'un nuage de gaz diffus auparavant invisible. © Illustration générée sur Grok
Depuis quelques années déjà, on soupçonne fortement que cette matière, invisible et de nature ordinaire, doit être du gaz intergalactique. Mais ce dernier étant froid et diffus, il n'était pas détectable… ou presque.
Aujourd'hui, grâce aux FRB, c'est environ 75 % de cette matière manquant à l'appel qui a été localisée, une belle victoire donc. Voici ce qu'en dit Vikram Ravi, professeur assistant d'astronomie à Caltech et coauteur de l'article paru dans Nature : “C'est un triomphe de l'astronomie moderne. Nous commençons à voir la structure et la composition de l'Univers dans une toute nouvelle lumière grâce aux FRB. Ces brefs éclairs nous permettent de tracer la matière par ailleurs invisible, qui remplit les vastes espaces entre les galaxies. Nous entrons dans un âge d'or. Des radiotélescopes de nouvelle génération comme la DSA-2000 et l'Observatoire canadien de l'hydrogène et les détecteurs phénomènes radio transitoires détecteront des milliers de FRB, ce qui nous permettra de cartographier la toile cosmique avec des détails incroyables.”
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