Une nouvelle carte montre comment la matière noire agit sur les « ponts » reliant les galaxies

La matière noire est l’un des mystères les plus persistants de l’univers. Son existence peut être comprise par la façon dont elle affecte la gravité, mais personne ne sait exactement ce que c’est, même si elle représente 27% de la masse totale et de l’énergie de l’univers – bien plus de 5% de l’univers cette matière « naturelle », comme les planètes et les étoiles., Se compose.

Cependant, bien qu’ils ne sachent pas quels types de particules composent la matière noire, les astronomes ont pu utiliser des télescopes pour explorer où se trouve la matière noire dans l’univers. Cela est dû en grande partie au fait que, selon son nom, la matière noire est difficile à repérer directement mais a un énorme effet gravitationnel et une masse massive partout où elle apparaît en grande quantité.

Désormais, les astronomes utilisent ces données pour créer une carte détaillée de la matière noire dans l’univers.

Premièrement, des astronomes de l’Université de Waterloo ont publié une étude il y a quatre ans dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society Cartographie des filaments intergalactiques de matière noire. Récemment, une équipe de chercheurs internationaux a publié une nouvelle carte qui a été publiée dans Le journal astrophysique.

En général, les cartes de matière noire contiennent des galaxies qui étaient très éloignées de notre superamas local, qui est le voisinage des galaxies gravitationnelles qui incluent la Voie lactée.

« Ironiquement, il est plus facile d’étudier la distribution de la matière noire beaucoup plus loin car elle reflète un passé très lointain, qui est beaucoup moins complexe », a déclaré Donghui Jeong, professeur agrégé d’astronomie et d’astrophysique à la Pennsylvania State University. déclaration.

Jeong faisait référence au fait qu’observer une galaxie lointaine signifie, par définition, observer quelque chose qui s’est passé il y a longtemps à cause de la faible vitesse de la lumière. « Au fil du temps, à mesure que la structure à grande échelle de l’univers s’est développée, la complexité de l’univers a augmenté, il est donc intrinsèquement difficile de faire des mesures de la matière noire localement. »

Les tentatives précédentes de cartographie de la matière noire ont été décourageantes. Les chercheurs se sont appuyés sur leurs efforts récents sur un grand groupe de simulations de galaxies, appelé Illustris-TNG, qui comprenait des galaxies, des gaz et d’autres matières visibles en plus de la matière noire. Des galaxies similaires à la Voie lactée ont été spécifiquement sélectionnées dans les simulations; Plus précisément, des données pour 17 000 galaxies à moins de 650 millions d’années-lumière de la Voie lactée. Les chercheurs se sont appuyés sur l’apprentissage automatique pour le rassembler et obtenir un résultat noble.

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Jeong a déclaré: « Lorsqu’on lui donne certaines informations, le modèle peut essentiellement combler les lacunes en fonction de ce qu’il a examiné auparavant. » « La carte de nos modèles ne correspond pas tout à fait aux données simulées, mais nous pouvons toujours reconstruire les structures très détaillées. Nous avons constaté que l’inclusion du mouvement des galaxies – leurs vitesses radiales caractéristiques – ainsi que leur distribution amélioraient considérablement la qualité des carte et nous a permis de voir ces détails. « 

En fait, la qualité de la carte dépasse de loin celles créées dans le passé. Comme Jeong l’a dit, la nouvelle simulation améliore les détails plus petits. Plus précisément, la carte met en évidence des structures dans la région extra-galactique connue sous le nom de « plaque locale » et de « cluster local », qui comprennent toutes deux des parties de notre Voie lactée. Il définit également les nouvelles structures que les astronomes étudieront plus avant. Fait remarquable, la carte détaille également le «flux» directionnel de la matière noire, comme indiqué par les flèches.

«Avoir une carte locale de la toile cosmique ouvre un nouveau chapitre dans l’étude cosmique», a déclaré Jeong. « Nous pouvons étudier la relation entre la distribution de la matière noire et d’autres données d’émission, ce qui nous aidera à comprendre la nature de la matière noire. Nous pouvons étudier ces structures filamentaires directement, ces ponts cachés entre les galaxies. »

Jeong a souligné qu’une meilleure compréhension du rôle de la matière noire dans notre univers est essentielle à notre existence présente et future.

«Parce que la matière noire domine la dynamique de l’univers, elle détermine fondamentalement notre destin», a déclaré Jeong. « Nous pouvons donc demander à un ordinateur de développer la carte pendant des milliards d’années pour voir ce qui va se passer dans l’univers local. Et nous pouvons développer le modèle à temps pour comprendre l’histoire de notre voisinage cosmique. »

Un aperçu de la carte peut être trouvé Ici.