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D'étranges signaux radio révèlent que la matière se cache entre les galaxies

Par Jonathan O’Callaghan

Radiotélescope ASKAP

Une image composite du radiotélescope ASKAP donne une idée de la vitesse à laquelle les signaux de salve radio sont répartis

ICRAR et CSIRO / Alex Cherney

Un mystère a aidé à en résoudre un autre, avec la découverte que d'étranges signaux radio de l'espace peuvent aider à localiser la matière manquante de l'univers.

Alors que la matière noire fait souvent la une des journaux pour son caractère insaisissable, la matière ordinaire a son propre problème d'invisibilité. D'après notre compréhension de l'évolution de l'univers après le big bang, il devrait y avoir deux fois plus de matière normale que nous le voyons. Les efforts pour retrouver cette affaire manquante ont connu un certain succès en 2017, et maintenant une nouvelle étude fournit des preuves plus directes de son existence.

Les astronomes surveillant les rafales radio rapides (FRB) – des éclairs lumineux d'ondes radio d'origine inconnue provenant de l'espace – ont noté que chaque rafale était légèrement étalée et retardée à son arrivée, avec des fréquences plus élevées arrivant avant les plus basses. Ils ont constaté que cela devait être dû au manque de matière entre les galaxies ralentissant les FRB.

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"Il y a un retard dans l'arrivée de la lumière du FRB", explique Jason Prochaska de l'Université de Californie à Santa Cruz. "Cela disperse le signal, et plus vous parcourez de matière, plus la dispersion est importante."

Prochaska et ses collègues ont détecté six FRB à l'aide du radiotélescope australien Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) près de Perth, en Australie. En regardant la distance entre la Terre et chaque FRB, l'équipe a calculé la durée des signaux s'ils n'étaient pas étalés. Les chercheurs ont découvert que les signaux devraient avoir une durée de seulement quelques milliardièmes de seconde – bien moins que la demi-seconde qu'ils ont réellement mesurée.

L'équipe affirme que cet écart est dû au fait que les FRB interagissent avec la poussière et le gaz répartis entre les galaxies qui sont environ un million de fois moins denses que la matière dans notre galaxie. Les signaux électromagnétiques à basse fréquence sont ralentis dans une plus grande mesure que les signaux plus élevés lorsqu'ils traversent la matière, ce qui expliquerait le schéma observé par les chercheurs.

En utilisant cette même méthode, l'équipe affirme que nous pourrions commencer à sonder le tissu cosmique de la matière, un réseau de matériau diffus qui serait suspendu entre les galaxies. «Avec un échantillon de 100 FRB, nous devrions pouvoir tester directement si le gaz se trouve dans cette structure Web cosmique», explique Prochaska.

Référence de la revue: La nature, DOI: 10.1038 / s41586-020-2300-2

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