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    Les sursauts cosmiques dévoilent la matière manquante des univers

    Le FRB quitte sa galaxie hôte sous la forme d'un éclat lumineux d'ondes radio. Crédit :ICRAR

    Les astronomes ont utilisé de mystérieux sursauts radio rapides pour résoudre un mystère vieux de plusieurs décennies de "matière manquante, " longtemps prédit pour exister dans l'univers, mais jamais détecté auparavant. Les chercheurs ont déterminé que toute la matière normale non comptabilisée existe dans le vaste espace entre les étoiles et les galaxies, comme détaillé aujourd'hui dans le journal La nature .

    Auteur principal Professeur agrégé Jean-Pierre Macquart, du nœud de l'Université Curtin du Centre international de recherche en radioastronomie (ICRAR) a déclaré que les astronomes recherchaient la matière manquante depuis près de 30 ans.

    "Nous savons à partir des mesures du Big Bang combien de matière il y avait au début de l'univers, " dit-il. " Mais quand nous avons regardé dans l'univers actuel, nous n'avons pas pu trouver la moitié de ce qui devrait être là. C'était un peu gênant. L'espace intergalactique est très clairsemé. La matière manquante équivalait à seulement un ou deux atomes dans une pièce de la taille d'un bureau moyen. Il était donc très difficile de détecter cette matière à l'aide de techniques traditionnelles et de télescopes."

    Les chercheurs ont pu détecter directement la matière manquante en utilisant le phénomène des sursauts radio rapides - de brefs éclairs d'énergie qui semblent provenir de directions aléatoires dans le ciel et ne durent que quelques millisecondes. Les scientifiques ne savent pas encore ce qui les cause, mais cela doit impliquer une énergie incroyable, équivalent à la quantité libérée par le soleil en 80 ans. Ils ont été difficiles à détecter car les astronomes ne savent pas quand et où les chercher.

    Le professeur agrégé Macquart a déclaré que l'équipe avait détecté la matière manquante en utilisant des rafales radio rapides comme "stations de pesée cosmique".

    "Le rayonnement des sursauts radio rapides se propage par la matière manquante de la même manière que vous voyez les couleurs de la lumière du soleil se séparer dans un prisme, " a-t-il dit. " Nous avons maintenant pu mesurer les distances à des sursauts radio suffisamment rapides pour déterminer la densité de l'univers. Nous n'avons eu besoin que de six pour trouver cette matière manquante."

    La matière manquante dans ce cas est baryonique, ou de la matière « normale », comme les protons et les neutrons qui composent les étoiles, planètes et humains. C'est différent de la matière noire, qui reste insaisissable et représente environ 85% de la matière totale de l'univers.

    Co-auteur Professeur J. Xavier Prochaska, de l'UC Santa Cruz, affirme que les scientifiques ont recherché sans succès cette matière manquante avec les plus grands télescopes depuis plus de 20 ans. "La découverte de sursauts radio rapides et leur localisation dans des galaxies lointaines ont été les principales avancées nécessaires pour résoudre ce mystère, " il a dit.

    Professeur agrégé Ryan Shannon, un autre co-auteur de l'Université de technologie de Swinburne, dit que la clé était le télescope utilisé, Le radiotélescope australien ASKAP (Australian Square Kilometer Array Pathfinder) du CSIRO. "ASKAP a tous deux un large champ de vision, environ 60 fois la taille de la pleine lune, et peut imager en haute résolution, " a-t-il dit. " Cela signifie que nous pouvons attraper les sursauts avec une relative facilité, puis localiser les emplacements de leurs galaxies hôtes avec une précision incroyable.

    "Quand la rafale arrive au télescope, il enregistre une rediffusion d'action en direct en une fraction de seconde, " a déclaré le Dr Keith Bannister de l'agence scientifique nationale australienne, CSIRO, qui a conçu le système de capture d'impulsions utilisé dans cette recherche. "Cela permet à la précision de déterminer l'emplacement de la rafale radio rapide à la largeur d'un cheveu humain tenu à 200 mètres, " il a dit.

    Le professeur agrégé Macquart a déclaré que l'équipe de recherche avait également établi la relation entre la distance d'une rafale radio rapide et la façon dont la rafale se propage lors de son voyage dans l'univers. "Nous avons découvert l'équivalent de la loi de Hubble-Lemaître pour les galaxies, uniquement pour les rafales radio rapides, " dit-il. " La loi Hubble-Lemaître, qui dit plus une galaxie est éloignée de nous, plus vite il s'éloigne de nous, sous-tend toutes les mesures des galaxies à des distances cosmologiques."

    Les rafales radio rapides utilisées dans l'étude ont été découvertes à l'aide d'ASKAP, qui est situé à l'observatoire de radioastronomie de Murchison dans l'arrière-pays de l'Australie-Occidentale. L'équipe internationale impliquée dans la découverte comprenait des astronomes d'Australie, les États-Unis et le Chili. ASKAP est un précurseur du futur télescope Square Kilometer Array (SKA). Le SKA a pu observer un grand nombre de sursauts radio rapides, donnant aux astronomes une plus grande capacité d'étudier la structure auparavant invisible dans l'univers.

    "Un recensement des baryons dans l'univers à partir de sursauts radio localisés rapides" a été publié dans La nature le 28 mai, 2020.


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