James-Webb a observé près de 800 000 galaxies et publié une carte de la matière noire la plus précise à ce jour. Les zones de concentration de matière invisible coïncident avec les regroupements d’étoiles et de planètes.
Diana Scognamiglio, astrophysicienne au Jet Propulsion Laboratory, a présenté cette semaine les données dans la revue Nature Astronomy et a décrit la précision des mesures obtenues par James-Webb.
Avant James-Webb, Hubble avait déjà identifié certains filaments de matière noire, mais les instruments du nouveau télescope ont capté des détails beaucoup plus fins et détecté des variations de densité supplémentaires dans le même secteur du ciel.
Chaque amas observé a été mesuré précisément pour distinguer les zones de haute et de faible densité, et les chercheurs ont utilisé ces données pour suivre la répartition de la matière noire à l’échelle des filaments et des regroupements de galaxies.
Pour Richard Massey, astrophysicien à l’université de Durham, la lumière des galaxies lointaines traversait les amas de matière noire et subissait des déviations comparables à celles produites par une lentille, de sorte à révéler la répartition des filaments et la densité locale de chaque concentration.
Un nouvel outil pour explorer l'univers
Pour que les astronomes de mesurer la répartition de la matière noire et son influence sur les objets visibles et ce, avec un niveau de détail inédit, James-Webb a capté la lumière de près de 800 000 galaxies pendant 250 heures d’observation.
Nathalie Nguyen-Quoc Ouellette, astrophysicienne à l’université de Montréal pense que « ces mesures donnent une vision inédite des densités locales et des filaments qui relient les amas de galaxies ». Elle a ajouté que ces observations permettent de mieux planifier les secteurs à étudier ensuite.
« En observant les filaments avec cette netteté, nous pouvons anticiper la cohésion des galaxies », a ajouté Richard Massey pour expliquer l’importance de la précision des instruments pour interpréter les structures cosmiques.
Même dans les zones moins denses, Nathalie Nguyen-Quoc Ouellette a remarqué que « nous voyons des concentrations de matière noire reliées à plusieurs regroupements » et donne ainsi aux astronomes de nouveaux points de repère pour comparer différentes régions du ciel.
Richard Massey a ensuite déclaré que «ces données offrent des repères pour modéliser la cohésion des galaxies et prévoir leurs interactions sur des centaines de milliers d’années-lumière ». Des mesures indispensables pour ajuster les modèles de formation galactique.
Lors de l’examen des filaments secondaires, Nathalie Nguyen-Quoc Ouellette a précisé que certaines galaxies subissent des influences gravitationnelles plus marquées. Ces variations servent à mesurer la rotation interne et à identifier les différences de densité, complétant l’analyse globale.
Richard Massey a noté que l’ensemble des observations permet de croiser les données entre zones denses et moins denses.
De fait, les astronomes disposent d’une cartographie plus cohérente pour anticiper la formation des regroupements galactiques.
Cartographier l'invisible
Les chercheurs ont également étudié comment la gravité de la matière noire dévie la lumière des galaxies lointaines avant qu’elle n’atteigne James-Webb. Cette méthode permet de localiser les zones de forte densité et de les comparer avec la matière visible.
« Aux endroits où nous observons un regroupement de galaxies, nous voyons une quantité importante de matière noire » constate Richard Massey. La concordance avec les filaments de matière visible confirme une structure cohérente sur des centaines de milliers d’années-lumière.
Selon sa consoeur Nathalie Nguyen-Quoc Ouellette, « si un filament de matière normale relie deux regroupements, on observe également un filament de matière noire ». Pour elle, la matière invisible suit fidèlement la répartition de la matière visible, ce qui fournit de nouvelles perspectives pour la modélisation de l’Univers.
En appliquant cette méthodologie à différents secteurs du ciel, les équipes ont identifié des zones où la lumière traverse plusieurs amas de matière noire. Richard Massey note que « chaque passage modifie légèrement la trajectoire des rayons lumineux », et fournit donc des mesures de densité précises pour chaque région.
Ils se sont alors livrés au jeu des comparaisons entre les zones les plus denses avec les simulations informatiques pour l'une, qui a constaté que « les filaments relient systématiquement les regroupements » et ajouté que ces mesures fournissent des repères inédits pour planifier les prochaines observations.
Richard Massey a mis en parallèle quant à lui les différentes regroupements à grande échelle et déduit que « les filaments prolongent les zones de forte densité sur des centaines de milliers d’années-lumière ». Ses observations permettent de mieux anticiper la formation et la cohésion des galaxies.
Source : Courrier International (accès payant)
