Les amas de galaxies fournissent de nouvelles preuves du modèle standard de cosmologie


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    Les cosmologistes ont trouvé de nouvelles preuves du modèle standard de la cosmologie – cette fois, en utilisant des données sur la structure des amas de galaxies.

    Dans une étude récente, une équipe dirigée par des physiciens du Laboratoire national des accélérateurs SLAC du Département de l’énergie et de l’Université de Stanford a effectué des mesures détaillées de l’émission de rayons X des amas de galaxies, qui ont révélé la distribution de la matière en leur sein. À leur tour, les données ont aidé les scientifiques à tester la théorie dominante de la structure et de l’évolution de l’univers, connue sous le nom de Lambda-CDM.

    Cependant, y arriver n’a pas été une tâche facile.

    Voici le problème : déduire les distributions de masse des amas de galaxies à partir de leur émission de rayons X est plus fiable lorsque l’énergie dans le gaz à l’intérieur des amas est équilibrée par l’attraction de la gravité, qui maintient l’ensemble du système ensemble. Les mesures des distributions de masse dans les clusters réels se concentrent donc sur ceux qui se sont installés dans un état “relaxé”. Lors de la comparaison avec les prédictions théoriques, il est donc essentiel de prendre en compte cette sélection de clusters relaxés.

    Gardant cela à l’esprit, Elise Darragh-Ford, étudiante diplômée en physique de Stanford, et ses collègues ont examiné des clusters simulés par ordinateur produits par le projet The Three Hundred. Tout d’abord, ils ont calculé à quoi devrait ressembler l’émission de rayons X pour chaque cluster simulé. Ensuite, ils ont appliqué les mêmes critères d’observation utilisés pour identifier les amas de galaxies relaxés à partir de données réelles aux images simulées pour vanner l’ensemble.

    Les chercheurs ont ensuite mesuré les relations entre trois propriétés – la masse de l’amas, la concentration centrale de cette masse et le décalage vers le rouge des amas, qui reflète l’âge de l’univers au moment où la lumière que nous observons a été émise – pour les Trois Cent clusters de projet et 44 clusters réels observés avec l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA.

    L’équipe a trouvé des résultats cohérents à partir des deux ensembles de données : dans l’ensemble, les clusters sont devenus plus centralisés au fil du temps, tandis qu’à un moment donné, les clusters moins massifs sont plus concentrés au centre que les plus massifs. “Les relations mesurées s’accordent extrêmement bien entre l’observation et la théorie, fournissant un soutien solide au paradigme Lambda-CDM”, a déclaré Darragh-Ford.

    À l’avenir, les scientifiques espèrent pouvoir étendre la taille des ensembles de données d’amas de galaxies observés et simulés dans leur analyse. Les projets soutenus par le SLAC qui seront mis en ligne au cours des prochaines années, notamment le Legacy Survey of Space and Time de l’Observatoire Rubin et l’expérience de fond diffus cosmologique de quatrième génération (CMB-S4), aideront à identifier un nombre beaucoup plus important d’amas de galaxies, alors que prévu les missions spatiales, telles que le satellite ATHENA de l’Agence spatiale européenne, peuvent suivre avec des mesures de rayons X. Les cosmologistes du SLAC travaillent également à étendre la taille et la précision des simulations informatiques du cosmos, permettant d’étudier plus en détail les amas de galaxies et d’imposer des limites strictes aux scénarios cosmologiques alternatifs.

    La recherche a été soutenue par la National Aeronautics and Space Administration et le DOE Office of Science.

    Houssen Moshinaly

    Rédacteur en chef d'Actualité Houssenia Writing. Rédacteur web depuis 2009.

    Blogueur et essayiste, j'ai écrit 9 livres sur différents sujets comme la corruption en science, les singularités technologiques ou encore des fictions. Je propose aujourd'hui des analyses politiques et géopolitiques sur le nouveau monde qui arrive. J'ai une formation de rédaction web et une longue carrière de prolétaire.

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