En 1933, Fritz Zwicky, un astronome suisse qui travaillait à l’université américaine CalTech (California Institute of Technology), eut une étonnante révélation. Il s’est rendu compte que la quantité de matière, que l’on peut voir à travers nos télescopes, ne correspond pas au comportement de l’Univers. Il devait y avoir quelque chose d’autre que nous ne pouvions pas voir. Quelque chose qui représente 83 % de toute la matière existante, mais qui nous est invisible. Ou qui était…
Maintenant et pour la première fois dans l’histoire, une équipe d’astronomes a observé ces vrilles cachées qui s’étendent partout. La matière noire /sombre, la mystérieuse substance qui semble donner sa structure à l’Univers, a finalement été révélée.
Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Nature mercredi dernier (lien plus bas), en passant presque inaperçu en raison de l’annonce du boson de Higgs.
La recherche, dirigée par Jörg Dietrich, un astronome de l’Université de l’Observatoire de Munich en Allemagne , a observé de larges intersections de grands filaments où les amas de galaxies se produisent :
Cela marque, que nous avons vérifié pour la première fois par des observations, cette très importante prédiction théorique.
Ces vrilles sombres étaient impossibles à observer jusqu’à maintenant, parce qu’elles ne sont pas assez denses. Mais Dietrich et ses collègues ont été en mesure de localiser un filament qui a pu être observé, une gigantesque vrille de matière sombre de 18 Mégaparsecs de long. Elle connecte Abell 222 et Abell 223, deux amas de galaxies situés à 2,7 milliards d’années-lumière de la Terre, dans la constellation de la Baleine.
Image d’entête : à partir de l’étude de juillet de 2012 (lien plus bas), il a été constaté que des groupes de galaxie Abell 222 et Abell 223 sont raccordés par un filament de matière sombre, montré ici. L’estompage bleu et les contours jaunes indiquent la densité de la matière noire.
L’équipe a pu observer la matière, noire non pas seulement parce que ce filament couvre une vaste 
superficie, mais en raison de son orientation : il est perpendiculaire à la terre, le long de notre ligne de vue. Cela le rend plus dense de notre point de vue, ce qui augmente l’effet de lentille gravitationnelle qui déforme la lumière des objets situés derrière lui (comme dans l’image ci-contre de galaxies en jaune et rouge et les halos de matière noire en bleu). La même technique utiliser pour détecter la matière noire dans la Galaxie avec un accident de train.
En observant cette distorsion optique de plus de 40 000 galaxies en arrière-plan, ils savent que la masse dans le filament est comprise entre 6,5 × 10 ^ 13 et 9,8 × 10 ^ 13 fois la masse du Soleil.
Ils ont utilisé les données de la sonde XMM-Newton, traitées avec une nouvelle technique d’analyse assistée par ordinateur qui a révélé la forme précise du filament, présentant la matière noire et ainsi confirmer le modèle théorique proposé par Fritz Zwicky, au début du 20e siècle.
Jusqu’à présent, il n’y avait jamais eu d’observation directe de cette substance. Vous auriez pu voir l’effet dans la carte en 3D de l’univers ci-dessous, qui montre comment les galaxies sont agglutinées le long d’une structure apparemment ramifiée. Cependant, ce n’était juste une indication de l’existence de quelque chose d’invisible avec une puissance gravitationnelle suffisante pour donner ces formes.
Les astronomes comme les physiciens sont très heureux de cette découverte. L’astrophysicien Mark Bautz, à l’Institut de Technologie du Massachusetts (MIT), pense que “ce qui est excitant, c’est que dans ce système inhabituel, nous pouvons cartographier à la fois la matière sombre et la matière visible ensemble et essayer de comprendre comment elles se connectent et évoluent le long du filament." Alexandre Refregier, un cosmologiste à l’Institut fédéral suisse de technologie à Zurich, pense que cette observation viendra compléter le travail pour trouver la matière noire sur Terre dans les laboratoires comme le Grand collisionneur de hadrons ou le Fermilab.
L’étude et l’annonce de la découverte publiées sur Nature : A filament of dark matter between two clusters of galaxies et Dark matter’s tendrils revealed.
