Astronomers uncover missing merger companion and dark matter bridge in the Perseus cluster
Des astronomes découvrent un compagnon de fusion et un pont de matière noire manquants dans l'amas de Persée
par le télescope Subaru
Matière noire dans l'amas de Persée. La distribution de la matière noire (en bleu) est superposée sur une image prise par Hyper Sprime-Cam sur le télescope Subaru. Le sous-amas nouvellement détecté, situé près de la galaxie NGC 1264, se trouve à environ 1,4 million d'années-lumière à l'ouest (à droite de l'image) de la galaxie centrale de Persée, NGC 1275. Un pont de faible luminosité relie les deux structures. Crédit : HyeongHan et al.
Une équipe internationale d'astronomes a résolu l'un des mystères cosmiques les plus anciens en découvrant la preuve directe de la collision d'un objet massif, disparu depuis longtemps, avec l'amas de Persée. Grâce aux données haute résolution du télescope Subaru, les chercheurs ont pu retracer les vestiges de cette fusion ancienne grâce à la distribution de la matière noire.
Les amas de galaxies, composés de milliers de galaxies liées par la gravité, comptent parmi les structures les plus massives de l'univers. Leur croissance résulte de fusions énergétiques, parmi les événements les plus puissants depuis le Big Bang.
Situé à environ 240 millions d'années-lumière de la Terre, l'amas de Persée a une masse équivalente à 600 000 milliards de soleils (appelés masses solaires). Pendant des décennies, les astronomes ont cru qu'il était depuis longtemps stable après la fusion. Son absence apparente de signatures de fusion claires lui a valu la réputation d'être l'exemple type d'un amas relâché.
Cependant, les progrès des techniques d'observation ont permis aux chercheurs d'examiner sa structure en profondeur, révélant des preuves subtiles mais convaincantes de perturbations passées. Cela soulève un mystère fondamental : s'il existe des signes de collision, où se trouve l'objet qui l'a percuté ?
Pour résoudre ce mystère, l'équipe a analysé les données d'archives de l'Hyper Suprime-Cam du télescope Subaru. La lentille gravitationnelle – un phénomène où des objets massifs courbent la lumière des galaxies d'arrière-plan – s'est avérée un outil puissant pour cartographier la matière noire invisible.
Grâce à cette technique, les chercheurs ont identifié un amas massif de matière noire, pesant environ 200 000 milliards de masses solaires, situé à environ 1,4 million d'années-lumière à l'ouest du cœur de l'amas. Fait remarquable, cette structure est reliée au cœur de l'amas de Persée par un « pont de matière noire », faible mais statistiquement significatif, fournissant une preuve directe de l'interaction gravitationnelle passée entre eux.
Les simulations numériques réalisées par l'équipe suggèrent que cette sous-structure de matière noire est entrée en collision avec l'amas de Persée il y a environ cinq milliards d'années. Les vestiges de cette collision façonnent encore la structure actuelle de l'amas.
« C'est la pièce manquante que nous recherchions », explique le Dr James Jee, auteur correspondant de l'étude publiée dans Nature Astronomy. « Toutes les formes étranges et le gaz tourbillonnant observés dans l'amas de Persée prennent désormais tout leur sens dans le contexte d'une fusion majeure. »
« Il a fallu du courage pour remettre en question le consensus dominant, mais les résultats de simulation de nos collaborateurs et les observations récentes des télescopes spatiaux Euclid et XRISM corroborent fortement nos conclusions », poursuit le Dr HyeongHan Kim, premier auteur de l'étude.
« Cette avancée a été rendue possible grâce à la combinaison des données d'imagerie profonde du télescope Subaru et des techniques avancées de lentille gravitationnelle que nous avons développées, démontrant ainsi la capacité de la lentille à révéler la dynamique cachée des structures les plus massives de l'univers », explique le Dr Jee.
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RESUME
Des astronomes découvrent un compagnon de fusion et un pont de matière noire manquants dans l'amas de Persée
Une équipe internationale d'astronomes a résolu l'un des mystères cosmiques les plus anciens en découvrant la preuve directe de la collision d'un objet massif, longtemps perdu, avec l'amas de Persée. Grâce aux données haute résolution du télescope Subaru, les chercheurs ont pu retracer les vestiges de cette fusion ancienne grâce à la distribution de la matière
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COMMENTAIRES
Les auteurs se félicitent a mo, gout un peu trop chaleureusement ,tooutyefpois bravo pour l ensemble de ces résuktats .... D 'autant que certains phénomènes semblent nouveaux et méritent d etre confirmés tels le pont de matière
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More information: Kim HyeongHan et al, Direct evidence of a major merger in the Perseus cluster, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02530-w
Journal information: Nature Astronomy
Provided by Subaru Telescope
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