L'une des idées les plus fascinantes de la cosmologie contemporaine est que notre connaissance de l'univers est limitée à 5 % de celui-ci. L'énergie noire prend le relais à 68%, tandis que la matière noire représente 27% du contenu énergétique de notre cosmos. La nature de cette énergie noire et de cette matière noire a tenu les cosmologistes éveillés pendant un certain temps.
Un peu moins connu, mais non moins déroutant, c'est que même environ la moitié de ces 5% nous reste jusqu'à présent cachée. Il s'agit de la matière "normale" - dans le jargon baryonique - dont non seulement nous-mêmes, mais aussi les nuages de gaz, les étoiles, les planètes, les comètes et autres corps célestes sont constitués.
Jean-Pierre Macqaurt, professeur de radioastronomie à l'Université Curtin en Australie, J. Xavier Prochaska, professeur d'astronomie et d'astrophysique à l'Université de Californie, Santa Cruz, et leurs collègues pensent qu'ils peuvent désormais résoudre le "problème caché du baryon". résolu.
Nous obtenons la proportion de cette matière baryonique à partir d'estimations basées sur le rayonnement de fond comique - la rémanence du Big Bang - et notre théorie sur la formation de noyaux atomiques (nucléosynthèse) dans les premiers stades de l'univers. Mais quand on ratisse ensemble la matière baryonique contenue dans les galaxies, on en trouve nettement moins que prévu.
Macquart :« Nous n'avons pas trouvé la moitié de ce qu'il devrait y avoir de matière baryonique dans l'univers. Assez douloureux. Mais l'espace est aussi très mince. Les baryons manquants correspondent à un ou deux atomes dans un espace de bureau typique. Pas étonnant que vous ne puissiez pas les détecter avec des techniques et des télescopes traditionnels. »
La suspicion que les "baryons cachés" résident dans des volutes de gaz entre les galaxies a été confirmée ces dernières années en utilisant des quasars, des sources de rayonnement X et le rayonnement de fond cosmique des micro-ondes comme sources de lumière naturelle. Un beau résultat sans aucun doute, mais avec chacune de ces techniques, vous ne voyez que des morceaux de ces baryons timides.
L'équipe de Macqaurt et Prochaska a maintenant changé cela. Ils ont réussi pour la première fois à faire une estimation quantitative fiable de la quantité de baryons cachés. Ils l'ont fait en utilisant Fast Radio Bursts (FRB). Ce sont des éclairs de lumière brillants, provenant de l'extérieur de notre galaxie. Personne ne sait ce qui est à l'origine de ces gigantesques sursauts d'énergie qui durent à peine quelques millisecondes.
Mais dans cette histoire ils nous rendent un grand service. Les baryons manquants dans les volutes de gaz entre les galaxies dispersent la lumière des FRB comme un prisme. Plus il y a de matière qui croise la trajectoire du flash lumineux, plus la diffusion est importante. Si vous mesurez cette diffusion et pouvez déterminer la distance jusqu'à la source du FRB, vous obtenez la densité de la matière dans les traînées de gaz. Ceci a été réalisé en combinant le radiotélescope ASKAP en Australie avec le Very Large Telescope au Chili.
En appliquant ce processus à six FRB de galaxies différentes, les chercheurs affirment qu'une image suffisamment fiable de la densité totale de matière baryonique dans l'univers est créée. Bien que cela aurait pu être juste un peu plus pour d'autres astronomes.
Et heureusement, la valeur de mesure obtenue indépendamment est tout à fait cohérente avec ce à quoi vous vous attendriez sur la base du rayonnement de fond cosmique micro-ondes et de la nucléosynthèse dans l'univers primitif. Il semble donc que cette 'demande' soit achevée après vingt ans.
Les résultats ont été publiés le 27 mai 2020 dans Nature .
Crédit photo :ICRA
