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Astrophysique. A-t-on identifié la totalité de la matière « ordinaire » visible encore invisible?

Par matière ordinaire on désigne celle constituée d'atomes ou baryons formant tout ce qui est visible dans le cosmos, étoiles, planètes et gaz. Ceci exclue l'hypothétique matière noire, encore invisible, qui constitue environ 85% de la masse globale du cosmos.

Pour détails, voir https://www.quantamagazine.org/the-last-of-the-universes-ordinary-matter-has-been-found-20180910/

Les recherches concernant la matière noire sont loin d'avoir encore abouti. Mais un mystère demeurait concernant la matière ordinaire. La totalité des masses identifiées était inférieure à ce qu'elle aurait du être selon les calculs. Il y avait environ 30% de matière ordinaire non observée. Où se trouvait-elle ?

Aujourd'hui les astronomes pensent l'avoir identifiée, si l'on en croit 3 articles que différentes équipes viennent de publier (Voir références ci-dessous). Selon ces informations, la matière ordinaire encore non observée constituerait essentiel de l'écheveau de filaments de gaz chaud qui s'étendent entre les galaxies, formant ce que l'on nomme le WHIM ou Warm-hot Intergalactic Medium https://en.wikipedia.org/wiki/Warm%E2%80%93hot_intergalactic_medium

Pour commencer à observer ces filaments, les chercheurs ont recherché d'éventuelles distorsions qu'ils imposeraient aux observation du CMB ou Cosmic Microwave Background, les plus récentes provenant du satellite européen Planck. Celui-ci étudie principalement les types de rayonnement qui constituent les principales sources d'informations sur la structure de l'univers à ses débuts.

Mais les faibles signaux émis par ce gaz ne sont pas directement visibles. Ce n'est qu'au terme de nombreuses manipulations sur ordinateur qui ont accru la force du signal reçu d'un million de fois, que les chercheurs ont pu en obtenir une image.

Nous ne pouvons présenter ici les opérations utilisées, trop complexes pour être résumées. Disons seulement que les chercheurs pensent avoir, pour reprendre les termes du titre du présent article, identifié la totalité de la matière « ordinaire » visible constituant l'univers.

On pourra cependant se demander comment ces filaments de particules ultra-chaude ont pu depuis leur apparition conserver leur chaleur, autrement dit leur énergie, dans un cosmos ultra-froid

Il faut noter  qu'une équipe française dirigée par le Dr  Hideki Tanimura  à Paris Sud Orsay a joué un rôle important dans ces recherches. On consultera sa page personnelle pour obtenir plus de détails sur celles-ci https://www.ias.u-psud.fr/htanimur/

Référence
https://arxiv.org/abs/1805.04555

Detection of intercluster gas in superclusters using the thermal Sunyaev-Zel'dovich effect

Abstract

Using a thermal Sunyaev-Zel'dovich (tSZ) signal, we search for the hot gas in superclusters identified in the Sloan Digital Sky Survey Data Release 7 (SDSS/DR7). We stack the Comptonization y map produced by the Planck Collaboration around the superclusters and detect the tSZ signal at a significance of 5.9 sigma. We further search for an intercluster component of gas in the superclusters. We thus remove the intracluster gas in the superclusters by masking all the galaxy groups/clusters detected by the Planck tSZ, ROSAT X-ray and SDSS optical surveys down to the total mass of 10^13 Msun. We report the first detection of intercluster gas in the superclusters at a significance of 2.1 sigma. Assuming a simple, isothermal and flat density distribution of the intercluster gas over the superclusters, we estimate the product of over-density and temperature to be (delta_e)(Te/8*10^6 K) = 1.5 +- 0.1 (sys) +- 0.7 (stat). This can be translated as a baryon (gas) density of (Omega_gas/Omega_b)(Te/8*10^6 K) = 0.11 +- 0.01 +- 0.05. Our measurement of the intercluster gas in the superclusters may account for up to 10% of the missing baryons at low resdhifts. However, a better understanding of the physical state of the gas, especially its temperature, is required to properly estimate this contribution.


 


 


 


 


 

 

 

11/09/2018
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