Les astronomes ont utilisé des rafales radio rapides (FRB) pour montrer que plus des trois quarts de la matière ordinaire de l’univers se cachent dans le gaz mince entre les galaxies, marquant un pas en avant majeur dans la compréhension de la façon dont la matière interagit et se comporte dans l’univers. Ils ont également détecté l’événement FRB le plus éloigné jamais enregistré.
Pendant des décennies, les scientifiques savent qu’au moins la moitié de la matière ordinaire ou baryonique de l’univers – composée principalement de protons – était non comptabilisée.
Auparavant, les astronomes ont utilisé des techniques, notamment l’émission de rayons X et les observations ultraviolets de quasars distants pour trouver des indices de grandes quantités de cette masse manquante sous la forme de gaz chaud très mince entre les galaxies.
Parce que cette affaire existe en tant que gaz chaud et à basse densité, il était largement invisible pour la plupart des télescopes, laissant les scientifiques estimer mais ne confirment pas sa quantité ou son emplacement.
Entrez FRBS – Des signaux radio brefs et brillants de galaxies éloignées que les scientifiques ont montré que récemment pourraient mesurer la matière baryonique dans l’univers, mais jusqu’à présent, je n’ai pas pu trouver son emplacement.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont analysé 60 FRB, allant de 11,74 millions d’années-lumière (FRB 20200120E) dans Messier 81 à 9,1 milliards d’années-lumière (FRB 20230521B), le FRB le plus éloigné enregistré.
Cela leur a permis d’épingler la matière manquante à l’espace entre les galaxies ou le milieu intergalactique (IgM).
«Le« problème de baryon disparu vieux de décennies n’a jamais été de savoir si la question existait », a déclaré le Dr Liam Connor, astronome du Centre d’astrophysique de Harvard & Smithsonian.
«C’était toujours: où est-il? Maintenant, grâce à FRBS, nous savons: les trois quarts flottent entre les galaxies dans le Web cosmique.»
En mesurant combien chaque signal FRB a été ralenti en traversant l’espace, le Dr Connor et ses collègues ont suivi le gaz tout au long de son voyage.
« Les FRB agissent comme des lampes de poche cosmiques. Ils brillent à travers le brouillard du milieu intergalactique, et en mesurant précisément comment la lumière ralentit, nous pouvons peser ce brouillard, même lorsqu’il est trop léger pour voir », a déclaré le Dr Connor.
Les résultats étaient clairs: environ 76% de la matière baryonique de l’univers réside dans l’IGM.
Environ 15% résident dans les halos Galaxy, et une petite fraction est creusée en étoiles ou au milieu du gaz galactique froid.
Cette distribution correspond aux prédictions des simulations cosmologiques avancées, mais n’a jamais été directement confirmée jusqu’à présent.
«C’est un triomphe de l’astronomie moderne», a déclaré le Dr Vikram Ravi, astronome à Caltech.
«Nous commençons à voir la structure et la composition de l’univers sous un tout nouveau jour, grâce à FRBS.»
«Ces brèves flashs nous permettent de retracer la question autrement invisible qui remplit les vastes espaces entre les galaxies.»
« Les baryons sont tirés dans les galaxies par gravité, mais les trous noirs supermassifs et les étoiles explosives peuvent les faire sauter – comme un thermostat cosmique refroidir les choses si la température devient trop élevée », a déclaré le Dr Connor.
« Nos résultats montrent que cette rétroaction doit être efficace, explosant les gaz hors des galaxies et dans l’IGM. »
Les résultats de l’équipe apparaissent aujourd’hui dans le journal Astronomie naturelle.
