91ºÚÁÏÍø

Les estimations de la quantité de matière ordinaire présente dans l’Univers dépassent la quantité observée dans les étoiles et les galaxies. Une grande partie de cette matière n’a donc pas encore été localisée. Une équipe de recherche de l (CHIME/FRB), dont font partie des chercheurs de l’Université 91ºÚÁÏÍø et du MIT, a mis au point une méthode pour localiser cette matière « manquante » à partir de la position des galaxies et des sursauts radio rapides. Un sursaut radio rapide est une impulsion d’ondes radio ultra-lumineuse de quelques millisecondes émises par des phénomènes extrêmement énergétiques dans l’Univers lointain.

Cette nouvelle méthode a permis non seulement de confirmer l’existence de matière manquante, mais aussi de la localiser dans des nuages diffus entourant les galaxies et les groupes de galaxies. L’analyse a également montré que la matière manquante était répartie sur une région bien plus vaste que le laissaient présager les simulations, soit sur environ quatre millions d’années-lumière des galaxies.

« Les sursauts radio rapides sont des outils très efficaces pour déterminer la distribution de la matière dans l’Univers », se réjouit , co-auteure de l’étude et professeure de physique à l’Université 91ºÚÁÏÍø. Les recherches ont été menées par Haochen Wang, doctorant à l’Institut de recherche en astrophysique et en recherche spatiale Kavli du MIT, et par Kiyoshi Masui, professeur agrégé de physique au MIT.

Les chercheurs indiquent que ces résultats corroborent l’hypothèse selon laquelle la matière est projetée hors des galaxies par des jets émis par des trous noirs, par des étoiles qui explosent et par d’autres processus énergétiques, et laissent entendre que ces processus seraient plus puissants qu’on ne le pensait.

« En cartographiant la forme de la matière manquante, nous pouvons comprendre comment les galaxies se forment et comment elles interagissent avec leur environnement », précise le doctorant.

Plus de 2 500 signaux analysés

L’équipe a utilisé des données provenant de deux sources : le radiotélescope CHIME, situé près de Penticton, en Colombie-Britannique, et le spectrographe DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), situé à Tucson. CHIME détecte les ondes radio entrantes, y compris les sursauts radio rapides, tandis que DESI mesure la lumière provenant de plus de 30 millions de galaxies pour étudier la mystérieuse « énergie noire ».

À partir du catalogue des détections de CHIME, les membres de l’équipe CHIME/FRB ont analysé 2 870 signaux de sursauts radio rapides. Pendant le déplacement des sursauts radio rapides dans l’espace, leurs signaux sont de plus en plus brouillés par la matière qu’ils traversent. Les chercheurs ont mesuré cet effet et l’ont comparé à la répartition des galaxies dans l’Univers afin de déterminer quelle part de la matière était associée aux galaxies et quelle part correspondait à la matière diffuse qui les entoure.

Selon l’équipe, ces résultats démontrent que les sursauts radio rapides peuvent jouer un rôle fiable dans la recherche de la matière manquante. Elle ajoute que cette méthode ne peut que s’améliorer au fur et à mesure que CHIME détectera des sursauts radio rapides.

« Nous avons réussi à utiliser cette méthode, et les résultats devraient devenir de plus en plus précis à mesure que la qualité des données s’améliorera », affirme le professeur Masui.

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L’article « », par Haochen Wang (MIT), Kiyoshi Masui (MIT), Victoria Kaspi (91ºÚÁÏÍø) et coll., a été publié dans Physical Review Letters.

Les travaux de CHIME et de l’équipe CHIME/FRB sont financés par la Fondation canadienne pour l’innovation, le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, ainsi que les gouvernements du Québec, de la Colombie-Britannique et de l’Ontario.

³¢â€™Ã©t³Ü»å±ð a été financée en partie par la National Science Foundation des États-Unis.

Le communiqué

Ce communiqué de presse, réalisé en collaboration avec le MIT Institute Office of Communications, est adapté (MIT News).