Les astronomes viennent de résoudre le mystère de la matière manquante de l’univers

Depuis longtemps, les scientifiques savaient que la matière ordinaire existait, mais une grande partie semblait introuvable dans l’univers. C’est ce qu’on appelait le “problème des baryons manquants”, un mystère cosmique vieux de plusieurs décennies. Comme l’explique Liam Connor, astronome au Centre d’Astrophysique Harvard-Smithsonian (CfA) :

« Le problème des baryons manquants, vieux de plusieurs décennies, n’a jamais été de savoir si la matière existait. La vraie question a toujours été : où est-elle ? »
Grâce aux “sursauts radio rapides“, ajoute-t-il, les chercheurs savent désormais que trois quarts de cette matière flottent entre les galaxies, dans ce qu’ils appellent la toile cosmique. Cette révélation majeure, détaillée dans une étude publiée dans Nature Astronomy, vient mettre un terme à des années de spéculation scientifique.

Selon la source : harvard.edu

D’un point de vue technique, la matière baryonique désigne toute matière faite de protons et de neutrons. Mais dans le langage courant des astronomes, le terme désigne en réalité toute matière constituée d’atomes, donc tout ce qui n’est pas matière noire ni énergie sombre. Autrement dit, la matière baryonique, c’est ce dont sont faits les étoiles, les planètes, les êtres vivants, et nous-mêmes. Mais selon les chercheurs, seule une petite fraction de cette matière se trouve dans les étoiles, ou dans ce qu’on appelle le milieu interstellaire, c’est-à-dire l’espace situé entre les systèmes d’étoiles à l’intérieur des galaxies. Le reste, bien plus difficile à localiser, était jusque-là un véritable casse-tête cosmique.

Selon la source : britannica.com

Selon l’étude publiée dans la revue Nature Astronomy, la majorité de la matière ordinaire se trouve sous forme de gaz très chaud et peu dense, dispersé dans l’espace entre les galaxies. Ce gaz, difficile à repérer, forme une sorte de toile cosmique. C’est un environnement ionisé, donc chargé électriquement, ce qui le rend extrêmement complexe à mesurer. Pendant des années, les chercheurs avaient des indices de sa présence, mais sans preuve directe ni estimation fiable de sa quantité.

Selon la source : Nature Astronomy

Pour résoudre cette énigme, les chercheurs ont utilisé un outil étonnant : les sursauts radio rapides, ou FRBs (Fast Radio Bursts). Il s’agit de flashs d’ondes radio très brefs mais intenses, provenant de galaxies lointaines. Lorsqu’ils traversent le gaz intergalactique, ces signaux ralentissent légèrement, permettant aux astronomes d’estimer la densité du gaz traversé. L’équipe a étudié 60 FRBs, allant d’un signal situé à 11,74 millions d’années-lumière jusqu’à 9,1 milliards d’années-lumière pour le plus lointain, nommé FRB 20230521B.

Selon la source : harvard.edu

Les résultats sont clairs : environ 76 % de la matière baryonique se trouve dans le milieu intergalactique (IGM), 15 % dans les halos des galaxies, et une petite portion seulement dans les étoiles ou les gaz froids à l’intérieur des galaxies. Ces chiffres confirment des simulations cosmiques précédentes, mais offrent enfin une preuve directe. Ils permettent aussi de mieux comprendre le mouvement de la matière dans l’univers, notamment grâce aux phénomènes violents comme les trous noirs géants ou les supernovæ, capables de rejeter de grandes quantités de gaz hors des galaxies.

Les astronomes comparent ce processus à un thermostat cosmique, qui régule la chaleur de l’univers en projetant les gaz vers l’extérieur quand la température augmente trop. « Nous commençons à voir la structure et la composition de l’univers sous un jour nouveau », explique Vikram Ravi, chercheur au Caltech. Grâce aux sursauts radio rapides, une matière invisible devient détectable, et les prochaines générations de télescopes puissants pourraient en révéler des milliers d’autres, promettant de nouvelles découvertes majeures sur la composition de l’univers.

Selon la source : harvard.edu

Cette percée majeure marque la fin d’un mystère cosmique qui intriguait les scientifiques depuis des années. En identifiant où se cache la matière manquante, les chercheurs ouvrent une nouvelle ère pour l’étude de l’univers. Grâce aux sursauts radio rapides, l’invisible devient visible, et chaque signal capté est une fenêtre vers des territoires inexplorés. Le ciel nocturne, loin d’avoir livré tous ses secrets, est désormais une immense carte que nous commençons à déchiffrer.

Selon la source : harvard.edu