La Voie lactée est intégrée dans une “feuille” de matière noire à grande échelle, expliquant le mouvement des galaxies voisines

Une énigme vieille de 50 ans enfin résolue

Imaginez que vous jetiez une poignée de billes sur le sol : elles devraient rouler et s’éloigner les unes des autres. C’est un peu ce qu’a découvert l’astronome Edwin Hubble il y a près d’un siècle. En observant le ciel, il a constaté que la quasi-totalité des galaxies s’éloignaient de notre Voie lactée. C’était la preuve fondamentale de l’expansion de l’univers et du Big Bang.

Mais il y avait un hic. Déjà à l’époque de Hubble, on notait des exceptions troublantes. Prenez notre voisine, la galaxie d’Andromède : elle fonce droit sur nous à une vitesse vertigineuse d’environ 100 kilomètres par seconde. Plus étrange encore, depuis un demi-siècle, les astronomes se grattent la tête devant un phénomène inexplicable : pourquoi la plupart des grandes galaxies proches, à l’exception d’Andromède, continuent-elles de s’enfuir ?

Logiquement, la masse et la gravité de ce qu’on appelle le « Groupe local » — ce petit club cosmique réunissant la Voie lactée, Andromède et des dizaines de galaxies naines — devraient les retenir ou influencer leur course. Or, elles semblent totalement indifférentes à notre attraction. Ce mystère vient enfin d’être élucidé par une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l’Université de Groningue, aux Pays-Bas.

La solution du « jumeau virtuel »

Pour comprendre ce qui se passe réellement dans notre voisinage galactique, il a fallu sortir l’artillerie lourde informatique. L’équipe, menée par le doctorant Ewoud Wempe et la professeure Amina Helmi, en collaboration avec des chercheurs allemands, français et suédois, a créé une simulation fascinante.

Comment ont-ils procédé ? L’algorithme a démarré son travail en se basant sur les conditions de l’univers primitif, telles qu’observées dans le fond diffus cosmologique (la première lumière de l’univers). Ensuite, tel un architecte cosmique, le puissant ordinateur a laissé le modèle évoluer pour recréer nos conditions actuelles. L’objectif était de reproduire exactement la masse, la position et la vitesse de la Voie lactée et d’Andromède, ainsi que celles de 31 autres galaxies situées juste à l’extérieur de notre Groupe local.

Le résultat est bluffant : ils ont obtenu un véritable « jumeau virtuel » de notre environnement cosmique. Ces simulations collent parfaitement à la réalité. Elles reproduisent les vitesses observées des 31 galaxies environnantes qui s’éloignent de nous en suivant la loi de Hubble-Lemaître, et ce, malgré l’énorme masse de notre Groupe local qui devrait théoriquement les perturber.

Une immense feuille de matière noire

Alors, quel est le secret révélé par ces calculs publiés dans la prestigieuse revue Nature Astronomy ? Tout s’explique par la géométrie invisible de notre voisinage. Les simulations montrent que la matière située juste au-delà du Groupe local est organisée en une structure plate, une sorte d’immense « feuille » s’étendant sur des dizaines de millions d’années-lumière.

Cette feuille contient non seulement les galaxies visibles, mais aussi d’énormes quantités de matière noire invisible. C’est cette configuration particulière qui donne la clé du mystère. Selon les scientifiques, deux raisons expliquent pourquoi les galaxies s’éloignent de nous si « proprement » :

• D’abord, pour les galaxies situées dans cette feuille, l’attraction gravitationnelle de notre Groupe local est contrebalancée par la masse présente plus loin dans ce même plan. C’est un jeu de souque-à-la-corde gravitationnel qui s’annule.
• Ensuite, au-dessus et en dessous de cette feuille, il existe de gigantesques vides. Si de la matière devait tomber vers nous, elle viendrait probablement de là, mais comme ces zones sont désertes, aucun objet ne vient perturber le ballet cosmique.

Une avancée majeure pour la cosmologie

C’est une découverte qui soulage grandement la communauté scientifique. Ewoud Wempe, le chercheur principal, souligne qu’il s’agit de la toute première évaluation de la distribution et de la vitesse de la matière noire autour de la Voie lactée et d’Andromède. « Nous explorons toutes les configurations locales possibles de l’univers primitif qui pourraient conduire au Groupe local », explique-t-il.

La satisfaction est partagée par la professeure Amina Helmi, ravie de voir une énigme de plusieurs décennies enfin résolue. « Je suis enthousiasmée de voir que, basés uniquement sur les mouvements des galaxies, nous pouvons déterminer une distribution de masse qui correspond aux positions des galaxies », confie-t-elle. En somme, nous avons désormais un modèle qui réconcilie la théorie générale de l’univers avec ce qui se passe concrètement sous nos fenêtres galactiques.

Selon la source : phys.org

Créé par des humains, assisté par IA.