International team captures direct high-definition image of the 'cosmic web'
Une équipe internationale capture une image directe en haute définition de la « toile cosmique »
par l'Institut Max Planck d'astrophysique
Simulation d'une vaste région de l'univers basée sur le modèle cosmologique actuel et réalisée à l'aide de superordinateurs. Sur l'image, la faible lueur du gaz au sein des filaments cosmiques, formant une toile cosmique dense, est représentée en blanc. Aux intersections de ces filaments, le gaz au sein des galaxies, qui alimente la formation de nouvelles étoiles, est surligné en rouge. Crédit : Alejandro Benitez-Llambay/Universität Mailand-Bicocca/MPA
La matière dans l'espace intergalactique est distribuée dans un vaste réseau de structures filamentaires interconnectées, collectivement appelées la toile cosmique. Grâce à des centaines d'heures d'observation, une équipe internationale de chercheurs a désormais obtenu une image haute définition sans précédent d'un filament cosmique à l'intérieur de cette toile, reliant deux galaxies actives en formation, datant de l'époque où l'univers avait environ 2 milliards d'années.
L’existence de la matière noire, qui constitue environ 85 % de toute la matière de l’univers, est un pilier de la cosmologie moderne. Sous l’effet de la gravité, la matière noire forme un réseau cosmique complexe composé de filaments, aux intersections desquels émergent les galaxies les plus brillantes. Ce réseau cosmique agit comme l’échafaudage sur lequel sont construites toutes les structures visibles de l’univers : à l’intérieur des filaments, le gaz s’écoule pour alimenter la formation d’étoiles dans les galaxies. Des observations directes de l’approvisionnement en carburant de ces galaxies permettraient de faire progresser notre compréhension de la formation et de l’évolution des galaxies.
L’étude du gaz au sein de ce réseau cosmique est cependant extrêmement difficile. Le gaz intergalactique a été détecté principalement de manière indirecte grâce à son absorption de lumière provenant de sources lumineuses de fond. Mais les résultats observés ne permettent pas d’éclaircir la distribution de ce gaz. Même l’élément le plus abondant, l’hydrogène, n’émet qu’une faible lueur, ce qui rend pratiquement impossible l’observation directe de ce gaz par les instruments de la génération précédente.
Dans cette nouvelle étude, une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l'Université de Milan-Bicocca et comprenant des scientifiques de l'Institut Max Planck d'astrophysique (MPA) a obtenu une image haute définition sans précédent d'un filament cosmique en utilisant MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), un spectrographe innovant installé sur le Very Large Telescope de l'Observatoire européen austral au Chili.
Même avec les capacités avancées de cet instrument sophistiqué, le groupe de recherche a dû mener l'une des campagnes d'observation MUSE les plus ambitieuses jamais réalisées dans une seule région du ciel, en acquérant des données sur des centaines d'heures pour détecter le filament à haute signification.
L'image montre le gaz diffus (jaune à violet) contenu dans le filament cosmique reliant deux galaxies (étoiles jaunes), s'étendant sur une vaste distance de 3 millions d'années-lumière. Crédit : Davide Tornotti/Université de Milan-Bicocca
L'étude, dirigée par Davide Tornotti, Ph.D. Un étudiant de l'Université de Milan-Bicocca a utilisé ces données ultrasensibles pour produire l'image la plus nette jamais obtenue d'un filament cosmique s'étendant sur 3 millions d'années-lumière et reliant deux galaxies, chacune abritant un trou noir supermassif actif.
La découverte, récemment publiée dans Nature Astronomy, ouvre de nouvelles voies pour contraindre directement les propriétés du gaz au sein des filaments intergalactiques et pour affiner notre compréhension de la formation et de l'évolution des galaxies.
« En capturant la faible lumière émise par ce filament, qui a voyagé pendant un peu moins de 12 milliards d'années pour atteindre la Terre, nous avons pu caractériser précisément sa forme », explique Tornotti. « Pour la première fois, nous avons pu tracer la frontière entre le gaz résidant dans les galaxies et la matière contenue dans la toile cosmique grâce à des mesures directes. »
Les chercheurs ont profité des simulations de l'univers par superordinateur effectuées au MPA pour calculer les prévisions de l'émission filamentaire attendue compte tenu du modèle cosmologique actuel. « Lorsque nous comparons la nouvelle image haute définition de la toile cosmique, nous trouvons une concordance substantielle entre la théorie actuelle et les observations », ajoute Tornotti.
Cette découverte et la concordance encourageante avec les simulations par superordinateur sont essentielles pour comprendre l'environnement gazeux ténu autour des galaxies et ouvrent de nouvelles possibilités pour déterminer l'approvisionnement en carburant des galaxies.
Fabrizio Arrigoni Battaia, scientifique du MPA impliqué dans l'étude, conclut : « Nous sommes ravis de cette observation directe et haute définition d'un filament cosmique. Mais comme on dit en Bavière : « Eine ist keine » (un seul n'est pas un). Nous recueillons donc davantage de données pour découvrir davantage de structures de ce type, dans le but ultime d'avoir une vision complète de la manière dont le gaz est distribué et circule dans la toile cosmique. »
Plus d'informations : Davide Tornotti et al, High-definition imaging of a filamentary connection between a close quasar pair at z = 3, Nature Astronomy (2025). DOI : 10.1038/s41550-024-02463-w. Sur arXiv : DOI : 10.48550/arxiv.2406.17035
Informations sur la revue : Nature Astronomy
L'étude, dirigée par Davide Tornotti, doctorant à l'Université de Milan-Bicocca, a utilisé ces données ultrasensibles pour produire l'image la plus nette jamais obtenue d'un filament cosmique s'étendant sur 3 millions d'années-lumière et reliant deux galaxies, chacune abritant un trou noir supermassif actif.
La découverte, récemment publiée dans Nature Astronomy, ouvre de nouvelles voies pour contraindre directement les propriétés du gaz au sein des filaments intergalactiques et pour affiner notre compréhension de la formation et de l'évolution des galaxies.
« En capturant la faible lumière émise par ce filament, qui a voyagé pendant un peu moins de 12 milliards d'années pour atteindre la Terre, nous avons pu caractériser précisément sa forme », explique Tornotti. « Pour la première fois, nous avons pu tracer la frontière entre le gaz résidant dans les galaxies et la matière contenue dans la toile cosmique grâce à des mesures directes. »
Les chercheurs ont profité des simulations de l'univers par superordinateur effectuées au MPA pour calculer les prévisions de l'émission filamentaire attendue compte tenu du modèle cosmologique actuel. « Lorsque nous comparons la nouvelle image haute définition de la toile cosmique, nous trouvons une concordance substantielle entre la théorie actuelle et les observations », ajoute Tornotti.
Cette découverte et la concordance encourageante avec les simulations par superordinateur sont essentielles pour comprendre l'environnement gazeux ténu autour des galaxies et ouvrent de nouvelles possibilités pour déterminer l'approvisionnement en carburant des galaxies.
Fabrizio Arrigoni Battaia, scientifique du MPA impliqué dans l'étude, conclut : « Nous sommes ravis de cette observation directe et haute définition d'un filament cosmique. Mais comme on dit en Bavière : « Eine ist keine » (un seul n'est pas un nombre). Nous collectons donc des données supplémentaires pour découvrir davantage de structures de ce type, avec pour objectif ultime d'avoir une vision complète de la manière dont le gaz est distribué et circule dans la toile cosmique.
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COMMENTAIRES
Cet article mérite t il un tel titre ,,, Et pourquoi nous presenter l univers comme empli d une toile en 3 D stucturé par des filaments ????
Je pense immédiatement a mes élèves ;posons nous donc des questions claires !!!
1 :De quoi sont faits les filaments cosmiques ?
Les filaments cosmiques sont des filaments denses et fins de matière noire et de galaxies . Ils contiennent la majeure partie de la masse de l'univers. On peut considérer les filaments comme les fils reliant la ''ttoile cosmique. ''
Lorsque les filaments se tordent, ils attirent la matière vers les amas de galaxies situés à l'extrémité...
Ajoutons que a l ontérieut
es filaments sont aussi composés de gaz et de poussières, ces ingrédients qui forment les étoiles et les planètes . Et aussi probablement
lla matière noire (ou matière sombre), cet élément pour l'instant tout théorique qui représenterait plus de 80 % de la matière de l'univers, et dont on ..
2/Dans quel filament de galaxie sommes-nous situés?
Ce filament de galaxie contient le superamas de Persée-Poissons . Il contient la Voie lactée
3/ Quand ce type de structure a t il été découvert ,,
Le premier filament de galaxie à grande échelle a été découvert plus tôt en 1982.) Un nouveau rapport publié en 2014 confirme que la Voie lactée fait partie du superamas de Laniakea.
4/Combien de filaments y a-t-il dans l'univers ?
Si DEEP2 est modérément représentatif du reste de l’Univers, le nombre total de filaments dans l’Univers observable est de l’ordre de 20 à 75 milliONS
4/Qu’est-ce qui s ajoute à la toile cosmique ?Les ''
Murs Galactiques''
Ces murs sont probablement degrandes superstructures connues de l’univers observable. Ils peuvent s’étendre sur des centaines de millions d’années-lumière de large, mais sont relativement minces – seulement 20 millions d’années-lumière de profondeur.
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More information: Davide Tornotti et al, High-definition imaging of a filamentary connection between a close quasar pair at z = 3, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-024-02463-w. On arXiv : DOI: 10.48550/arxiv.2406.17035
Journal information: Nature Astronomy , arXiv
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