20181220. Crédit :CATA/DAS
En 1933, Fritz Zwicky, célèbre astronome américain d'origine suisse, arrivé à la conclusion étonnante que même si les galaxies sont les indicateurs des amas de galaxies, leur contribution à la masse totale de l'amas est minuscule par rapport à une composante dominante de matière noire. Les estimations actuelles de la masse totale d'un cluster indiquent que les contributions sont à peu près :
Jusqu'à maintenant, ces systèmes à l'échelle du mégaparsec, qui ont jusqu'à des centaines de milliards de masses solaires, étaient facilement reconnaissables dans la lumière visible en raison de la luminosité des galaxies intégrées et de leur concentration vers les centres des amas. En raison de leur grande masse et de leur étendue, les amas de galaxies sont fondamentaux pour la cartographie et le bilan de masse de l'univers. De nouveaux travaux menés par une équipe internationale de scientifiques suggèrent que peut-être jusqu'à un tiers de tous les amas n'avaient pas été observés auparavant. L'étude, menée dans l'univers proche, montre que les clusters nouvellement révélés contiennent moins, moins emballé, et des galaxies moins lumineuses par rapport aux amas conventionnels.
La découverte a été faite en utilisant des données publiques pour 191, 440 galaxies provenant d'une étude de décalage vers le rouge des grandes galaxies (le 2dFGRS) menée il y a une décennie avec un instrument robotique du télescope anglo-australien de 3,9 mètres. Le réexamen des données par l'analyse du big data, avec l'abandon des préjugés sur l'apparition des grappes, a conduit à la découverte signalée.
L'équipe internationale d'astronomes et d'informaticiens a montré que tous les amas (ou essaims) de galaxies ne se ressemblent pas dans le domaine optique. "Nous avons trouvé des amas avec de moins en moins de galaxies lumineuses (spirales et irrégulières) et plus lâchement emballés vers les centres que les amas conventionnels, propriétés qui leur donnent superficiellement une apparence pas trop différente des régions ordinaires du ciel. C'est la principale raison pour laquelle ils sont passés inaperçus jusqu'à présent, " explique Luis Campusano de l'Université du Chili à Santiago et auteur principal de l'étude.
"Le résultat est aussi surprenant que si les géographes avaient raté un tiers des hauts sommets d'une chaîne de montagnes comme les Andes parce qu'ils avaient de la neige et étaient un peu plus plats sur leurs sommets, " ajoute Roger G. Clowes du Jeremiah Horrocks Institute de l'Université de Central Lancashire, Angleterre, co-auteur de l'article.
La découverte d'une nouvelle classe d'amas massifs a des conséquences importantes. "Jusque là, les recherches d'amas étaient basées sur la présence de brillantes galaxies elliptiques, tandis que l'ajout de nouveaux amas massifs augmente leur contribution à la masse moyenne de l'univers. La prise de conscience que des amas de masse similaire peuvent avoir un contenu de galaxie assez différent est la preuve que l'histoire particulière de chaque amas est également pertinente, et pas simplement sa masse seule. Le résultat pose de nouvelles contraintes à la théorie de l'évolution des galaxies, " déclare Gabriel Marinello de l'Observatoire conjoint ALMA, également co-auteur de cet ouvrage.
L'indice qui a permis à Campusano et à ses collaborateurs de trouver de nouveaux grands systèmes de "matière noire" était la mise en œuvre d'un chercheur d'amas qui ne considérait que la distribution spatiale des galaxies sans se soucier de leur luminosité ou de leur morphologie. Le travail d'équipe entre les astronomes et les informaticiens était également fondamental.
Le logiciel a identifié des clusters dans la base de données, qui contient les informations de position pour près de 200, 000 galaxies, par une méthode géométrique qui trouve les surdensités des galaxies. Cela permet l'identification des membres d'un amas grâce à un écart de vitesse qui les sépare du champ général du ciel. L'échantillon de grappes résultant s'est avéré contenir des grappes signalées dans la littérature et fournir un catalogue de grappes plus complet.
La plupart des algorithmes de recherche d'amas reposent sur la proximité entre les galaxies, la méthode dite des amis des amis, ce qui peut brouiller l'identification du noyau de cluster. En comparaison avec les résultats publiés d'autres, des chercheurs d'amas antérieurs travaillant sur le même ensemble de données de galaxies, l'efficacité de la nouvelle procédure de calcul s'est avérée considérablement améliorée. Grâce à des analyses détaillées, les auteurs ont montré que le nouvel algorithme n'était pas seulement capable de détecter les clusters déjà publiés, mais qu'il a également révélé de nouveaux clusters. Il s'est avéré que certaines des nouvelles détections étaient « plus ou moins les mêmes, " ce qui n'est pas surprenant lorsque des méthodes améliorées sont utilisées. Mais beaucoup se sont révélés avoir une apparence différente. L'analyse détaillée de ces détections supplémentaires a conduit à la découverte.
Discutablement, la science des amas de galaxies a commencé dès 1781 avec l'identification visuelle des surdensités dans la distribution des nébuleuses sur de vastes zones du ciel par l'astronome français Messier. Cependant, que relativement récemment, en 1923, étaient quelques-unes des nébuleuses reconnues pour la première fois comme des galaxies externes par Edwin Hubble.
