Les astrophysiciens considèrent qu'environ 40 % de la matière ordinaire qui compose les étoiles, planètes et galaxies reste indétectable, caché sous la forme d'un gaz chaud dans la toile cosmique complexe. Aujourd'hui, des scientifiques de l'Institut d'Astrophysique Spatiale (CNRS/Université Paris-Saclay) ont pu détecter, pour la première fois, cette matière cachée grâce à une analyse statistique innovante de données vieilles de 20 ans. Leurs conclusions sont publiées le 6 novembre 2020 en Astronomie &Astrophysique .

Les galaxies sont réparties dans tout l'univers sous la forme d'un réseau complexe de nœuds reliés par des filaments, qui sont à leur tour séparés par des vides. C'est ce qu'on appelle la toile cosmique. On pense que les filaments contiennent la quasi-totalité de la matière ordinaire (dite baryonique) de l'univers sous la forme d'une matière diffuse, gaz chaud. Cependant, le signal émis par ce gaz diffus est si faible qu'en réalité 40 à 50 % des baryons passent inaperçus.

Ce sont les baryons manquants, caché dans la structure filamenteuse de la toile cosmique, que Nabila Aghanim, chercheur à l'Institut d'Astrophysique Spatiale (CNRS/Université Paris-Saclay) et Hideki Tanimura, un chercheur post-doctoral, avec leurs collègues, tentent de détecter. Dans une nouvelle étude, financé par le projet ERC ByoPiC, ils présentent une analyse statistique qui révèle, pour la première fois, l'émission de rayons X des baryons chauds dans les filaments.

Cette détection est basée sur le signal de rayons X empilé, dans les données de l'enquête ROSAT2, à partir de 15 environ, 000 filaments cosmiques à grande échelle identifiés dans le relevé des galaxies SDSS3. L'équipe a utilisé la corrélation spatiale entre la position des filaments et l'émission de rayons X associée pour apporter la preuve de la présence de gaz chaud dans la toile cosmique et pour la première fois, mesurer sa température.

Ces résultats confirment les analyses antérieures de la même équipe de recherche, basé sur la détection indirecte de gaz chaud dans la toile cosmique par son effet sur le fond diffus cosmologique. Cela ouvre la voie à des études plus approfondies, utiliser des données de meilleure qualité, pour tester l'évolution du gaz dans la structure filamenteuse de la toile cosmique.