Astronomers have found the home address for the universe's 'missing' matter
Le GIST
Des astronomes ont trouvé l'adresse de la matière « manquante » de l'univers
Par Amy C. Oliver, Centre d'astrophysique Harvard-Smithsonian
Édité par Lisa Lock, relu par Robert Egan
Notes de la rédaction
Cette conception d'artiste représente une impulsion lumineuse d'ondes radio (les FRB) traversant le brouillard intergalactique, appelé milieu intergalactique. Les grandes longueurs d'onde, représentées en rouge, sont ralenties par rapport aux longueurs d'onde plus courtes et plus bleues, ce qui permet aux astronomes de « peser » la matière ordinaire, autrement invisible. Crédit : Melissa Weiss/CfA
Une nouvelle étude phare a localisé la matière « manquante » de l'univers et détecté le sursaut radio rapide (FRB) le plus lointain jamais enregistré. En utilisant les FRB comme guide, les astronomes du Centre d'astrophysique | Harvard & Smithsonian (CfA) et Caltech ont montré que plus des trois quarts de la matière ordinaire de l'Univers se dissimulaient dans le gaz ténu entre les galaxies, marquant une avancée majeure dans la compréhension des interactions et du comportement de la matière dans l'Univers.
Ces nouvelles données ont permis d'effectuer la première mesure détaillée de la distribution de la matière ordinaire à travers la toile cosmique. Cette recherche est publiée dans la revue Nature Astronomy.
Depuis des décennies, les scientifiques savent qu'au moins la moitié de la matière ordinaire, ou baryonique, de l'Univers – composée principalement de protons – n'est pas prise en compte. Auparavant, les astronomes utilisaient des techniques telles que l'émission de rayons X et l'observation ultraviolette de quasars lointains pour trouver des indices de l'existence de vastes quantités de cette masse manquante sous forme de gaz chaud très ténu entre les galaxies. Cette matière étant sous forme de gaz chaud et de faible densité, elle était largement invisible à la plupart des télescopes, ce qui laissait aux scientifiques le soin d'estimer, sans toutefois confirmer, sa quantité ni sa localisation.
C'est là qu'interviennent les FRB : de brefs et brillants signaux radio provenant de galaxies lointaines, dont les scientifiques ont récemment démontré qu'ils pouvaient mesurer la matière baryonique dans l'univers, mais dont la localisation était jusqu'à présent impossible. Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont analysé 60 FRB, situés entre environ 11,74 millions d'années-lumière (FRB20200120E dans la galaxie M81) et environ 9,1 milliards d'années-lumière (FRB20230521B, le FRB le plus lointain jamais enregistré). Cela leur a permis de localiser la matière manquante dans l'espace intergalactique, ou milieu intergalactique (MIG).
« Le problème du baryon manquant, vieux de plusieurs décennies, n'a jamais porté sur l'existence de cette matière », a déclaré Liam Connor, astronome au CfA et auteur principal de la nouvelle étude. « La question était toujours : où est-elle ? Maintenant, grâce aux FRB, nous le savons : les trois quarts de cette matière flottent entre les galaxies dans la toile cosmique.» Autrement dit, les scientifiques connaissent désormais l'adresse de la matière « manquante ».
En mesurant le ralentissement de chaque signal FRB lors de son passage dans l'espace, Connor et son équipe ont suivi le gaz tout au long de son trajet. « Les FRB agissent comme des lampes de poche cosmiques », explique Connor, également professeur adjoint d'astronomie à Harvard. « Ils brillent à travers le brouillard du milieu intergalactique, et en mesurant précisément le ralentissement de la lumière, nous pouvons évaluer ce brouillard, même s'il est trop faible pour être vu.»
Compte rendu complet et partition des baryons manquants. Crédit : Nature Astronomy (2025). DOI : 10.1038/s41550-025-02566-y
Les résultats sont clairs : environ 76 % de la matière baryonique de l'univers se trouve dans le MGI. Environ 15 % réside dans les halos des galaxies, et une petite fraction est enfouie dans les étoiles ou au milieu du gaz galactique froid.
Cette distribution concorde avec les prédictions des simulations cosmologiques avancées, mais n'avait jamais été directement confirmée jusqu'à présent.
« C'est un triomphe de l'astronomie moderne », a déclaré Vikram Ravi, professeur adjoint d'astronomie à Caltech et co-auteur de l'article. « Grâce aux FRB, nous commençons à percevoir la structure et la composition de l'univers sous un jour entièrement nouveau. Ces brefs éclairs nous permettent de suivre la matière, autrement invisible, qui remplit les vastes espaces intergalactiques.»
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Trouver les baryons manquants ne se résume pas à créer un carnet d'adresses ou à effectuer un recensement. Leur distribution est la clé pour percer les mystères les plus profonds de la formation des galaxies, de l'agrégation de matière dans l'univers et de la propagation de la lumière sur des milliards d'années-lumière.
« Les baryons sont attirés vers les galaxies par la gravité, mais les trous noirs supermassifs et les étoiles en explosion peuvent les expulser, tel un thermostat cosmique refroidissant l'atmosphère si la température devient trop élevée », explique Connor. « Nos résultats montrent que cette rétroaction doit être efficace, propulsant le gaz hors des galaxies vers le GMI.»
Et ce n'est que le début de la cosmologie des FRB. « Nous entrons dans un âge d'or », déclare Ravi, également co-chercheur principal du Deep Synoptic Array-110 (DSA-110) de Caltech. « Les radiotélescopes de nouvelle génération, comme le DSA-2000 et l'Observatoire canadien de l'hydrogène et détecteur de radiotransitoires, détecteront des milliers de FRB, nous permettant de cartographier la toile cosmique avec une précision incroyable. »
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RESUME
Des astronomes ont découvert l'origine de la matière « manquante » de l'Univers.
Une nouvelle étude historique a localisé la matière « manquante » de l'Univers et détecté le sursaut radio rapide (FRB) le plus lointain jamais enregistré. En utilisant les FRB comme guide, des astronomes du Centre d'astrophysique | Harvard & Smithsonian (CfA) et de Caltech ont montré que plus des trois quarts de la matière ordinaire de l'Univers se cachaient dans le gaz ténu entre les galaxies, marquant une avancée majeure dans la compréhension des interactions et du comportement de la matière dans l'Univers.
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COMMENTAIRES
Cet article est interssant mais certains mots g agacent : '' matière manquante'' ....Par rapport à quoi ??? Je rappelle que la matière noire n est ni émetrice en infra rouge ni receptrice et ne peux pas etre détectée par un signal ou ube interaction de ce type .... C est du matériel uniquement détectable par sa gravité ...
Ceci dit le résultat de gaz intergalctique trés dilué est a predre en compte mais il faut trouver sa cause !
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More information: Liam Connor et al, A gas-rich cosmic web revealed by the partitioning of the missing baryons, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02566-y
Journal information: Nature Astronomy
Provided by Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
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