Marie Rousseau Une collaboration dirigée par des scientifiques de l’Université de Nagoya au Japon a étudié la character de la matière noire entourant les galaxies telles qu’elles étaient il y a 12 milliards d’années, des milliards d’années additionally loin que jamais dans le temps. Leurs découvertes, publiées dans Actual physical Evaluation Letters, offrent la possibilité alléchante que les règles fondamentales de la cosmologie puissent différer lors de l’examen de l’histoire ancienne de notre univers.
Voir quelque chose qui s’est passé il y a si longtemps est difficile. En raison de la vitesse finie de la lumière, nous ne voyons pas les galaxies lointaines telles qu’elles sont aujourd’hui, mais telles qu’elles étaient il y a des milliards d’années. Mais encore as well as difficile est d’observer la matière noire, qui n’émet pas de lumière.
Considérons une galaxie supply éloignée, encore in addition éloignée que la galaxie dont on veut étudier la matière noire. L’attraction gravitationnelle de la galaxie de leading system, y compris sa matière noire, déforme l’espace et le temps environnants, comme le prédit la théorie de la relativité générale d’Einstein. Lorsque la lumière de la galaxie resource traverse cette distorsion, elle se plie. Additionally la quantité de matière noire est importante, plus la distorsion est importante. Ainsi, les scientifiques peuvent mesurer la quantité de matière noire autour de la galaxie de premier plan (la galaxie “lentille”) à partir de la distorsion.
Cependant, au-delà d’un sure position, les scientifiques rencontrent un problème. Les galaxies dans les profondeurs de l’univers sont incroyablement faibles. Par conséquent, additionally nous regardons loin de la Terre. La distorsion de lentille est subtile et difficile à détecter dans la plupart des cas, de sorte que de nombreuses galaxies d’arrière-plan sont nécessaires pour détecter le signal.
La plupart des études précédentes sont restées bloquées aux mêmes limites. ils ne pouvaient analyser que la matière noire d’il y a pas furthermore de 8 à 10 milliards d’années. Ces limits laissent ouverte la query de la répartition de la matière noire entre cette époque et il y a 13,7 milliards d’années, autour du début de notre univers.
Pour surmonter ces défis et observer la matière noire depuis les confins de l’univers, une équipe de recherche dirigée par Hironao Miyatake de l’Université de Nagoya, en collaboration avec l’Université de Tokyo. a utilisé une source différente. de lumière de fond, les micro-ondes émises par le Big Bang lui-même.
Tout d’abord, en utilisant les données des observations du Subaru Hyper Suprime-Cam Survey (HSC), l’équipe a identifié 1,5 million de galaxies lentilles en utilisant la lumière visible, sélectionnées pour être vues il y a 12 milliards d’années.
Ensuite, pour surmonter le manque de lumière des galaxies encore plus éloignées, ils ont utilisé des micro-ondes du fond diffus cosmologique (CMB), le résidu de rayonnement du Large Bang. À l’aide de micro-ondes observées par le satellite Planck de l’Agence spatiale européenne, l’équipe a mesuré comment la matière noire autour des galaxies lentilles déformait les micro-ondes.
“Regardez la matière noire autour des galaxies lointaines ?” a demandé le professeur Masami Ouchi de l’Université de Tokyo, qui a fait de nombreuses observations. “C’était une idée folle. Personne ne s’est rendu compte que nous pouvions faire cela. Hironao est venu me voir et m’a dit qu’il serait peut-être possible d’observer la matière noire autour de ces galaxies avec le CMB. ”
“La plupart des chercheurs utilisent des galaxies resources pour mesurer la distribution de la matière noire depuis le présent jusqu’à il y a huit milliards d’années”, a ajouté le professeur adjoint Yuichi Harikane de l’Institut de recherche sur les rayons cosmiques de l’Université de Tokyo. “Cependant, nous pouvions regarder additionally loin dans le passé parce que nous utilisions le CMB in addition éloigné pour mesurer la matière noire. Pour la première fois, nous mesurions la matière noire depuis presque les premiers instants de l’univers.”
les chercheurs se sont vite rendu compte qu’ils disposaient d’un échantillon suffisamment significant pour détecter la distribution de la matière noire. En combinant le grand échantillon de galaxies lointaines et les distorsions de lentille dans CMB, ils ont détecté de la matière noire encore moreover loin dans le temps, il y a 12 milliards d’années. Ce n’est que 1.
“J’étais heureux que nous ayons ouvert une nouvelle fenêtre sur cette époque”, a déclaré Miyatake. “Il y a 12 milliards d’années, les choses étaient très différentes. Vous voyez as well as de galaxies en cours de development qu’aujourd’hui les premiers amas de galaxies commencent également à se previous.” Les amas de galaxies comprennent 100 à 1000 galaxies liées par gravité avec de grandes quantités de matière noire.
“Ce résultat donne une impression très cohérente des galaxies et de leur évolution, ainsi que de la matière noire dans et autour des galaxies. a déclaré Neta Bahcall, professeur d’astronomie Eugene Higgins, professeur de sciences astrophysiques, et directeur des études de leading cycle à l’Université de Princeton.
L’une des découvertes les in addition intéressantes des chercheurs était liée à l’agglutination de la matière noire. Selon la théorie typical de la cosmologie, le modèle Lambda-CDM, de subtiles fluctuations dans le CMB forment des bassins de matière dense en attirant la matière environnante par gravité. Cela crée des amas inhomogènes qui forment des étoiles et des galaxies dans ces régions denses. Les résultats du groupe suggèrent que leur mesure d’agglutination était inférieure à celle prédite par le modèle Lambda-CDM.
Miyatake est enthousiasmé par les possibilités. “Notre découverte est encore incertaine”, a-t-il déclaré. “Mais si c’est vrai, cela suggérerait que l’ensemble du modèle est défectueux à mesure que vous remontez dans le temps. dans la mother nature de la matière noire elle-même.”
“À ce stade. a déclaré Andrés Plazas Malagón, chercheur associé à l’Université de Princeton. “Et la conséquence peut être que nous devons revoir les hypothèses qui sont entrées dans ce modèle.”
des astéroïdes proches de notre système solaire aux astéroïdes les moreover éloignés. galaxies de l’univers primitif. Vous pouvez utiliser les mêmes données pour explorer de nombreuses nouvelles thoughts “, a déclaré Michael Strauss, professeur et directeur du Département des sciences astrophysiques de l’Université de Princeton.
Cette étude a utilisé les données disponibles des télescopes existants, dont Planck et Subaru. Le groupe n’a examiné qu’un tiers des données de l’enquête Subaru Hyper Suprime-Cam. ce qui devrait permettre une mesure plus précise de la distribution de la matière noire. À l’avenir, l’équipe prévoit d’utiliser un ensemble de données avancées comme le Legacy Study of Space and Time (LSST) de l’observatoire Vera C. Rubin pour explorer davantage les premières parties de l’espace. “LSST nous permettra d’observer la moitié du ciel”, a déclaré Harikane. “Je ne vois aucune raison pour laquelle nous ne pourrions pas voir la distribution de la matière noire il y a 13 milliards d’années ensuite.”
