Les astrophysiciens découvrent un filament de gaz intergalactique d’une taille insondable

Plus de la moitié de la matière de notre univers nous est jusqu’à présent restée cachée. Cependant, les astrophysiciens avaient une idée de l’endroit où cela pourrait être: dans les soi-disant filaments, des structures filiformes insondables de gaz chaud qui entourent et relient les galaxies et les amas de galaxies. Une équipe dirigée par l’Université de Bonn a observé pour la première fois un filament de gaz d’une longueur de 50 millions d’années-lumière. Sa structure est étonnamment similaire aux prédictions des simulations informatiques. L’observation confirme donc aussi nos idées sur l’origine et l’évolution de notre univers. Les résultats sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics.

Nous devons notre existence à une infime aberration. Il y a à peu près exactement 13,8 milliards d’années, le Big Bang a eu lieu. C’est le début de l’espace et du temps, mais aussi de toute matière qui compose notre univers aujourd’hui. Bien qu’il ait été initialement concentré à un moment donné, il s’est étendu à une vitesse vertigineuse – un gigantesque nuage de gaz dans lequel la matière était presque uniformément répartie.

Presque, mais pas complètement: dans certaines régions, le nuage était un peu plus dense que dans d’autres. Et pour cette seule raison, il existe aujourd’hui des planètes, des étoiles et des galaxies. En effet, les zones les plus denses ont exercé des forces gravitationnelles légèrement plus élevées, qui ont attiré le gaz de leur environnement vers elles. De plus en plus de matière s’est donc concentrée dans ces régions au fil du temps. L’espace entre eux, cependant, est devenu de plus en plus vide. Au cours de 13 bons milliards d’années, une sorte de structure d’éponge s’est développée: de grands «trous» sans aucune matière, avec des zones intermédiaires où des milliers de galaxies sont rassemblées dans un petit espace, appelé amas de galaxies.

Si cela arrivait vraiment de cette façon, les galaxies et les amas devraient toujours être reliés par des restes de ce gaz, comme les fils très fins d’une toile d’araignée. «Selon les calculs, plus de la moitié de toute la matière baryonique de notre univers est contenue dans ces filaments – c’est la forme de matière dont les étoiles et les planètes sont composées, tout comme nous-mêmes», explique le professeur Thomas Reiprich de la Institut Argelander d’astronomie de l’Université de Bonn. Pourtant, il a jusqu’à présent échappé à notre regard: en raison de l’énorme expansion des filaments, la matière qu’ils contiennent est extrêmement diluée: elle ne contient que dix particules par mètre cube, ce qui est bien moins que le meilleur vide que nous puissions créer sur Terre.

Cependant, avec un nouvel instrument de mesure, le télescope spatial eROSITA, Reiprich et ses collègues ont pu rendre le gaz entièrement visible pour la première fois. «EROSITA dispose de détecteurs très sensibles pour le type de rayonnement X qui émane du gaz contenu dans les filaments», explique Reiprich. «Il possède également un large champ de vision – comme un objectif grand angle, il capture une partie relativement importante du ciel en une seule mesure et à une très haute résolution.» Cela permet de prendre des images détaillées d’objets aussi énormes que des filaments dans un temps relativement court.