Une illustration précise des jeunes galaxies à deux milliards d'années-lumière de distanceCliquez pour agrandir / a>
Les astronomes ont trouvé des indications claires que les amas de matière noire sont les terrains de repos des galaxies nouveau-nées à environ douze milliards d'années-lumière. Un seul nid de matière noire peut nourrir plusieurs jeunes galaxies. Ces résultats de chercheurs du Space Telescope Science Institute, de l'Observatoire national d'astronomie du Japon et de l'Université de Tokyo confirment les prédictions de la théorie de la cosmologie actuellement dominante connue sous le nom de modèle Cold Dark Matter.
Des études récentes suggèrent que la matière noire pèse plus de sept fois la matière ordinaire. Bien que la matière noire ne puisse pas être vue directement à travers un télescope, elle se révèle aux astronomes par sa forte attraction gravitationnelle sur les étoiles et les gaz voisins, et même sur les galaxies.
Les galaxies sont souvent regroupées et la façon dont elles se regroupent est principalement déterminée par la gravité.
En étudiant comment les galaxies se regroupent, il est possible de déterminer comment la matière noire est distribuée et comment elle affecte la naissance et la croissance des galaxies. Dans le passé, il était extrêmement difficile d'étudier le regroupement de jeunes galaxies. Les jeunes galaxies semblent faibles en raison de leurs grandes distances, et en trouver suffisamment pour étudier comment elles se regroupent était un défi d'observation.
Masami Ouchi du Space Telescope Science Institute et ses collègues ont utilisé le télescope Subaru et sa caméra Suprime-Cam pour étudier un morceau de ciel dans la constellation Cetus (la baleine) appelée Subaru / XMM-Newton Deep Survey Field (SXDS). Ce morceau de ciel couvre une superficie cinq fois la taille de la pleine lune. En prenant des images profondes et sensibles du champ en trois couleurs de lumière visible, l'équipe SXDS a pu trouver environ dix-sept mille (17 000) jeunes galaxies à douze milliards d'années-lumière. Ce nombre est dix fois plus élevé que les études précédentes sur ces jeunes galaxies.
Sur la base de ces données, l'équipe a constaté que:
1) Il existe de nombreuses paires de galaxies avec des séparations inférieures à huit cent mille (800 000) années-lumière.
2) Même à de grandes distances, les galaxies sont fortement groupées.
Ces deux résultats sont attendus si les galaxies sont nichées dans des amas de matière noire. L'équipe SXDS a comparé les résultats d'observation en détail aux prédictions théoriques basées sur un modèle Cold Dark Matter par un membre de l'équipe Takashi Hamana et a constaté que la masse moyenne de nids de matière noire pèse jusqu'à six cent milliards (600 000 000 000) de soleils, et qu'un seul un amas de matière noire abrite plusieurs jeunes galaxies.
Indépendamment, Nobunari Kashikawa de l'Observatoire astronomique national du Japon et ses collègues ont également utilisé la caméra Suprime-Cam de Subaru pour étudier une zone de ciel dans la constellation Coma Berenices (Berenice’s Hair) appelée Subaru Deep Field (SDF). Ce champ n'a que la taille d'une pleine lune, mais les données disponibles sont deux fois plus sensibles que les données du champ SXDS. L'équipe SDF a trouvé environ cinq mille (5 000) jeunes galaxies à une distance de douze milliards d'années-lumière, et huit cent (800) galaxies encore plus jeunes à une distance de douze milliards cinq cent millions d'années-lumière. L'équipe SDF a également pu vérifier les identités des jeunes galaxies en prenant des données spectrales des galaxies avec les télescopes Subaru et Keck. L'équipe SDF a indépendamment obtenu les résultats 1) +2) décrits ci-dessus et a conclu que certains amas de matière noire abritent plusieurs jeunes galaxies. Dans les images SDF, il est possible de voir plusieurs galaxies nouveau-nées regroupées dans une petite zone. En comparant les données SDF en détail à des simulations informatiques de haute précision de la croissance des amas dans la matière sombre et froide par le membre de l'équipe Masahiro Nagashima de l'Université de Kyoto, l'équipe SDF conclut que les amas plus lourds de matière noire ont des galaxies plus brillantes, et que cette préférence produit les corrélations trouvées en observation réelle.
Ensemble, les deux équipes ont trouvé la première preuve concrète que les jeunes galaxies du premier univers sont nichées dans des amas de matière noire et qu'un seul amas de matière noire nourrit plusieurs jeunes galaxies. Les deux équipes ont profité de la capacité unique du télescope Subaru à prendre des images sensibles en profondeur sur une grande zone de ciel.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ANOJ
