Dans l'immensité sombre au-delà de notre Voie lactée se cache une énigme qui a déconcerté les scientifiques pendant des décennies : la matière noire — une substance invisible qui n'émet, n'absorbe ni ne réfléchit la lumière, mais qui façonne le cosmos par la gravité. Jusqu'à récemment, les cartes de la matière noire étaient floues et incomplètes, comme essayer de discerner un paysage à travers le brouillard. Maintenant, grâce à de nouvelles observations puissantes du télescope spatial James Webb, les astronomes ont produit la carte la plus détaillée de la matière noire jamais créée, révélant son échafaudage caché à travers des galaxies lointaines et offrant de nouvelles pistes sur l'un des mystères les plus profonds de l'univers.
La matière noire reste insaisissable car elle n'interagit pas avec la lumière de la manière dont la matière ordinaire le fait, la rendant invisible même pour les télescopes les plus avancés. Pourtant, sa présence est indéniable : la gravité causée par la matière noire plie et distord le chemin de la lumière provenant de galaxies lointaines — un phénomène appelé lentillage gravitationnel. Les astronomes utilisent cet effet pour tracer la distribution autrement invisible de la matière noire dans le cosmos. Utilisant la sensibilité infrarouge inégalée de Webb, les chercheurs ont examiné une zone du ciel d'environ 2,5 fois la superficie de la pleine lune dans la constellation des Sextans. Au cours d'environ 255 heures d'observation, Webb a détecté près de 800 000 galaxies, dont beaucoup n'avaient jamais été détectées auparavant. En mesurant méticuleusement comment la lumière de ces galaxies lointaines était déformée sur son chemin vers la Terre, les scientifiques ont déduit la présence et la distribution de la matière noire avec une résolution deux fois supérieure à celle des cartes précédemment réalisées avec le télescope spatial Hubble et bien plus de détails que ce que les observatoires terrestres pouvaient fournir.
La carte cosmique haute résolution résultante — publiée dans Nature Astronomy — révèle une structure en toile d'araignée de matière noire, avec des amas denses et de longs filaments agissant comme un cadre gravitationnel au sein duquel les galaxies visibles et le gaz chaud se regroupent. En effet, la matière noire forme l'"échafaudage" de l'univers, guidant la façon dont les galaxies se forment et évoluent au fil du temps cosmique. Là où il y a des amas denses de matière ordinaire, il y a également une concentration correspondante de matière noire, un schéma désormais observé non seulement à proximité mais aussi des milliards d'années dans le passé cosmique.
Cette carte étend la vision de l'humanité sur la matière noire à une époque antérieure — il y a environ 8 à 10 milliards d'années — offrant une nouvelle fenêtre sur le web cosmique qui relie les galaxies à travers de vastes distances. En comparant la distribution de la matière noire à différentes époques, les scientifiques espèrent tester des prédictions clés du modèle cosmologique Lambda-CDM, qui postule que la matière noire fournit la force gravitationnelle dominante façonnant la structure cosmique.
Malgré le grand bond en résolution et en profondeur, la véritable nature de la matière noire reste inconnue. Est-elle composée de particules "froides" à mouvement lent, de particules "chaudes" plus légères, ou de quelque chose d'encore plus exotique ? Comprendre comment la matière noire s'agrège et interagit avec la matière ordinaire est une étape essentielle pour répondre à ces questions, et cette nouvelle carte fournit un riche ensemble de données pour de futurs tests et simulations.
Depuis des décennies, la matière noire est une pierre angulaire invisible de la cosmologie — inférée par ses effets gravitationnels mais jamais observée directement. La nouvelle carte haute résolution du télescope spatial James Webb ne résout pas le mystère de manière définitive, mais elle met l'invisible au premier plan, offrant un portrait détaillé de la façon dont la matière noire tisse à travers le cosmos et ancre les galaxies ensemble. Alors que les chercheurs exploitent ce trésor de données, la carte pourrait aider à débloquer non seulement la distribution de la matière noire mais aussi des vérités plus profondes sur la façon dont l'univers a évolué d'une lueur presque uniforme après le Big Bang vers le cosmos richement structuré que nous voyons aujourd'hui.
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Sources (Principales nouvelles) CBS News / Associated Press Reuters National Geographic NASA Jet Propulsion Laboratory