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Découverte dans les amas de galaxies: SPERR 20 h De petites lentilles gravitationnelles s’empilent

La mystérieuse matière noire constitue la majeure partie de la masse de l’univers. Maintenant, une analyse des grands amas de galaxies soulève des doutes sur les hypothèses précédentes sur leur nature.

L’effet des lentilles dites gravitationnelles est beaucoup plus fréquent que prévu dans les grands amas de galaxies. C’est ce que rapporte une équipe de recherche internationale dirigée par Massimo Meneghetti de l’Institut italien d’astrophysique de Bologne dans la revue « Science ». La différence entre la théorie et l’observation pourrait indiquer des problèmes dans les calculs de simulation standard ou des hypothèses incorrectes sur la nature de la mystérieuse matière noire qui constitue la majeure partie de la masse de l’univers.

Les lentilles gravitationnelles sont un phénomène de la théorie générale de la relativité d’Albert Einstein: avec leur gravitation, les grandes masses plient l’espace et donc aussi le trajet des rayons lumineux provenant des objets qui sont dans la ligne de mire directement derrière une telle accumulation de masse. De cette manière, les galaxies, amas de galaxies et autres grandes masses peuvent non seulement déformer l’image des objets célestes derrière eux, mais aussi les agrandir comme une loupe. Les astronomes utilisent ces loupes cosmiques naturelles, entre autres, pour examiner des objets distants qui autrement ne seraient pas vus. Ils peuvent également être utilisés pour déterminer la distribution de masse dans la lentille gravitationnelle elle-même.

La matière dite sombre joue souvent un rôle important dans le développement des lentilles gravitationnelles. Cette forme de matière jusqu’ici non identifiée est environ cinq fois plus courante dans le cosmos que la matière familière dont sont faits le soleil, les planètes et les humains. Cela peut être vu à partir de leurs effets de gravité, entre autres. Le nom de matière noire vient du fait qu’elle n’interagit pas avec le rayonnement électromagnétique et ne peut donc ni émettre ni absorber de lumière. De quoi est faite la matière noire n’est toujours pas claire.

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La réalité bat la simulation

L’équipe de Meneghetti avait examiné onze grands amas de galaxies – c’est-à-dire des amas de plusieurs galaxies individuelles, dans ce cas plusieurs centaines chacune. Les concentrations locales de matière noire dans les amas de galaxies peuvent former de petites lentilles gravitationnelles qui changent l’image globale de la lentille gravitationnelle de l’amas de galaxies.

L’analyse détaillée des images du télescope spatial « Hubble » et du « Very Large Telescope » de l’Observatoire européen austral (ESO) montre que ces petites lentilles gravitationnelles sont environ dix fois plus courantes dans les amas de galaxies examinées que les simulations ne le prédisent.

Les chercheurs ne peuvent pas expliquer ce grand écart avec des facteurs connus. Soit la simulation de l’interaction entre la matière normale et la matière noire dans l’amas de galaxies est donc incorrecte, soit les hypothèses sur la nature de la matière noire sont incorrectes, écrit l’équipe.

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