Plus de la moitié de la matière de notre univers nous est jusqu'à présent restée cachée. Cependant, les astrophysiciens avaient une intuition où cela pourrait être :dans les soi-disant filaments, des structures filiformes insondables de gaz chaud qui entourent et relient les galaxies et les amas de galaxies. Une équipe dirigée par l'Université de Bonn a observé pour la première fois un filament de gaz d'une longueur de 50 millions d'années-lumière. Sa structure est étonnamment similaire aux prédictions des simulations informatiques. L'observation confirme donc aussi nos idées sur l'origine et l'évolution de notre univers. Les résultats sont publiés dans la revue Astronomie &Astrophysique .

Nous devons notre existence à une infime aberration. Il y a à peu près exactement 13,8 milliards d'années, le Big Bang a eu lieu. C'est le commencement de l'espace et du temps, mais aussi de toute la matière qui compose notre univers aujourd'hui. Bien qu'il ait été initialement concentré à un moment donné, il s'est étendu à une vitesse vertigineuse - un gigantesque nuage de gaz dans lequel la matière était presque uniformément répartie.

Presque, mais pas complètement :dans certaines parties le nuage était un peu plus dense que dans d'autres. Et pour cette seule raison il y a des planètes, étoiles et galaxies aujourd'hui. En effet, les zones les plus denses exerçaient des forces gravitationnelles légèrement plus élevées, qui a attiré le gaz de leur environnement vers eux. De plus en plus de matière s'est donc concentrée dans ces régions au fil du temps. L'espace entre eux, cependant, est devenu de plus en plus vide. Au cours d'un bon 13 milliards d'années, une sorte de structure spongieuse développée :de gros "trous" sans aucune matière, avec des zones intermédiaires où des milliers de galaxies sont rassemblées dans un petit espace, soi-disant amas de galaxies.

Fine nappe de fils à gaz

Si ça s'est vraiment passé comme ça, les galaxies et les amas devraient encore être reliés par des restes de ce gaz, comme les fils minces d'une toile d'araignée. « D'après les calculs, plus de la moitié de toute la matière baryonique de notre univers est contenue dans ces filaments - c'est la forme de matière dont sont composées les étoiles et les planètes, comme nous-mêmes, " explique le professeur Dr. Thomas Reiprich de l'Institut d'astronomie Argelander de l'Université de Bonn. Pourtant, cela a jusqu'à présent échappé à notre regard :en raison de l'énorme expansion des filaments, la matière qu'ils contiennent est extrêmement diluée :elle ne contient que dix particules par mètre cube, ce qui est bien inférieur au meilleur vide que nous puissions créer sur Terre.

Cependant, avec un nouvel instrument de mesure, le télescope spatial eROSITA, Reiprich et ses collègues étaient désormais en mesure de rendre le gaz entièrement visible pour la première fois. "eROSITA dispose de détecteurs très sensibles pour le type de rayonnement X qui émane du gaz dans les filaments, " explique Reiprich. " Il a également un grand champ de vision, comme un objectif grand angle, il capture une partie relativement importante du ciel en une seule mesure, et à une très haute résolution." Cela permet de prendre des images détaillées d'objets aussi énormes que des filaments dans un temps relativement court.

Confirmation du modèle standard

Dans leur étude, les chercheurs ont examiné un objet céleste appelé Abell 3391/95. C'est un système de trois amas de galaxies, qui est à environ 700 millions d'années-lumière de nous. Les images eROSITA montrent non seulement les amas et de nombreuses galaxies individuelles, mais aussi les filaments de gaz reliant ces structures. Le filament entier a une longueur de 50 millions d'années-lumière. Mais c'est peut-être encore plus énorme :les scientifiques supposent que les images ne montrent qu'une section.

"Nous avons comparé nos observations avec les résultats d'une simulation qui reconstitue l'évolution de l'univers, " explique Reiprich. " Les images eROSITA sont étonnamment similaires aux graphiques générés par ordinateur. Cela suggère que le modèle standard largement accepté pour l'évolution de l'univers est correct. les données montrent que la matière manquante est probablement en fait cachée dans les filaments.

Reiprich est également membre du domaine de recherche transdisciplinaire (TRA) "Blocs de construction de la matière et interactions fondamentales" à l'Université de Bonn. Dans six EMR différentes, des scientifiques des facultés et disciplines les plus diverses se réunissent pour travailler en collaboration sur des sujets de recherche pertinents pour l'avenir de l'Université d'excellence.