Un sursaut radio rapide révèle un trésor cosmique caché depuis des décennies

DNVN - Depuis des décennies, les scientifiques se sont confrontés à une question : où est passée la majeure partie de la matière visible de l'univers ? Aujourd'hui, grâce à de mystérieux signaux radio provenant du fin fond de l'espace, les astronomes ont la réponse.

Matière manquante : le grand mystère de l'univers

Notre univers est composé de deux principaux types de matière : la matière noire et la matière ordinaire. La matière noire, majoritaire, est invisible et ne peut être détectée que par son influence gravitationnelle. La matière ordinaire, qui comprend les atomes, les planètes et tout ce que nous pouvons observer, ne représente quant à elle que 16 % de la matière totale.

Une nouvelle étude a permis de localiser la matière « manquante » dans l'univers grâce aux sursauts radio rapides (FRB), de brefs et brillants signaux radio provenant de galaxies lointaines. Cette illustration représente un FRB lumineux traversant le brouillard intergalactique. Les grandes longueurs d'onde, représentées en rouge, sont ralenties par rapport aux courtes longueurs d'onde, plus bleues, ce qui permet aux astronomes de « peser » cette matière normalement invisible. Crédit : Melissa Weiss/CfA

D'après les modèles cosmologiques, la majeure partie de cette matière ordinaire n'est pas concentrée dans les étoiles ou les planètes, mais est largement dispersée dans l'espace intergalactique. Cependant, en raison de sa densité extrêmement faible, environ la moitié de cette matière a longtemps échappé aux observations des scientifiques .

FRB : Lumière de l'univers lointain

Dans une étude publiée dans la revue Nature Astronomy, des chercheurs de Caltech et du Centre d'astrophysique Harvard-Smithsonian (CfA) ont trouvé la solution. Ils ont utilisé les sursauts radio rapides (FRB), de brèves mais intenses impulsions d'énergie, pour détecter la matière manquante.

« Les FRB brillent à travers le brouillard du milieu intergalactique, et en mesurant précisément le ralentissement de la lumière, nous pouvons peser ce brouillard, même s'il est trop faible pour être vu », explique Liam Connor, professeur associé à Harvard et auteur principal de l'étude.

Données issues d'explosions record

Ce schéma d'artiste représente certains des 60 sursauts radio rapides (FRB) étudiés – FRB 20221219A, FRB 20231220A et FRB 20240123A – utilisés pour suivre le parcours des gaz dans l'espace intergalactique et cartographier la toile cosmique. Crédit : Jack Madden/CfA, IllustrisTNG Simulations

L'équipe a analysé 69 sursauts radio rapides (FRB) différents, situés à des distances variant de 11,74 millions à 9,1 milliards d'années-lumière. Le FRB le plus éloigné de l'étude, baptisé FRB 20230521B, est notamment le FRB le plus éloigné jamais enregistré. Parmi ceux-ci, 39 ont été identifiés par le Deep Synoptic Array-110 (DSA-110) de l'observatoire radio d'Owen Valley (Caltech), un réseau de télescopes spécialement conçu pour détecter et localiser les FRB. Les 30 FRB restants proviennent d'autres télescopes à travers le monde , principalement du Square Kilometre Array Pathfinder (SKA) australien.

L'approche des scientifiques s'apparente à la perception de l'« ombre » de la matière. Le professeur Vikram Ravi, du Caltech, explique : « C'est comme si nous voyions les ombres de tous les baryons, les sursauts radio rapides (FRB) servant de rétroéclairage… Si vous voyez une personne devant vous, vous pouvez en apprendre beaucoup sur elle. Mais si vous ne voyez que son ombre, vous savez qu'elle est là et vous pouvez estimer sa taille. »

Nouvelles perspectives pour la cosmologie

Les résultats de l'étude montrent que 76 % de la matière ordinaire de l'univers se situe dans l'espace intergalactique, 15 % dans les halos galactiques et le reste est concentré dans les galaxies. Cette répartition correspond aux prédictions des simulations, mais c'est la première fois qu'elle est confirmée par des observations directes.

Cette œuvre d'artiste représente la matière ordinaire au sein du gaz ténu et chaud qui compose le milieu intergalactique (MIG) – un phénomène que les scientifiques ont eu du mal à observer directement jusqu'à présent. Les différentes couleurs de la lumière se propagent à des vitesses différentes dans l'espace. Ici, l'artiste a utilisé le bleu pour mettre en évidence les régions les plus denses de la toile cosmique, et une lumière plus rouge pour les régions de vide. Crédit : Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA

Cette découverte résout non seulement un mystère majeur, mais ouvre également une nouvelle voie pour la cosmologie. Les données issues des sursauts radio rapides (FRB) pourraient aider les scientifiques à mieux comprendre l'évolution des galaxies et même à déterminer la masse des neutrinos, particules subatomiques essentielles pour dépasser le modèle standard de la physique des particules.

D'après le professeur Ravi, ce n'est qu'un début. Le radiotélescope DSA-2000, situé dans le désert du Nevada et capable de détecter jusqu'à 10 000 sursauts radio rapides par an, promet de nous permettre de percer plus profondément les secrets de l'univers.

La Khe (selon SciTechDaily)

Source : https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/vu-no-vo-tuyen-nhanh-he-lo-kho-bau-vu-tru-bi-che-giau-suot-nhieu-thap-ky/20250817083747028