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Des filaments cosmiques lointains observés pour la première fois

Simulation cosmologique de l'Univers lointain: cette image illustre la lumière émise par les atomes d'hydrogène de la toile cosmique dans une région d'environ 15 millions d'années lumière de large. [Jeremy Blaizot - UNIGE]
Pour la première fois, des astronomes sont parvenus à observer des filaments cosmiques / Le Journal horaire / 21 sec. / le 18 mars 2021
Pour la première fois, des astronomes sont parvenus à observer des filaments cosmiques. Cette chevelure de gaz, prédite par les modèles cosmologiques, forme la toile de fond de l'Univers. Les galaxies se constituent le long de ces autoroutes de matière diffuse.

Une équipe internationale dirigée par le Centre de recherche Astrophysique de l'Université de Lyon (CNRS), secondée par des chercheurs de l'Université de Genève (UNIGE), a observé les filaments qui forment la toile cosmique dans le champ ultra profond de Hubble, indique jeudi l'UNIGE.

Cette prouesse a pu être accomplie grâce au spectrographe 3D MUSE, installé sur le Very Large Telescope (VLT) qui se trouve au Chili. Durant huit mois, les chercheurs se sont focalisés, avec l'appareil, sur une unique région du ciel située dans le ciel profond. La campagne d'observation a duré 140 heures.

L'analyse des données a permis de mettre en évidence de multiples structures filamentaires: "Ces filaments sont situés dans l'Univers jeune, soit quelques milliards d'années après le Big Bang, et s'étendent sur plusieurs millions d'années-lumière", relève Thibault Garel, chercheur à l'UNIGE (lire encadré).

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Un des filaments d'hydrogène (en bleu) dans le champ ultra-profond de Hubble. Il est situé dans la constellation du Fourneau, à 11,5 milliards d'années-lumière et s'étend sur plus de 15 millions d'années-lumière. L'image en arrière plan est celle de Hubble. [Roland Bacon - UNIGE]Un des filaments d'hydrogène (en bleu) dans le champ ultra-profond de Hubble. Il est situé dans la constellation du Fourneau, à 11,5 milliards d'années-lumière et s'étend sur plus de 15 millions d'années-lumière. L'image en arrière plan est celle de Hubble. [Roland Bacon - UNIGE]

Le Graal de la communauté extragalactique

Les observations de la toile cosmique sont "le Graal de la communauté extragalactique depuis quarante ans", souligne Roland Bacon, chercheur au CNRS de Lyon et auteur de l'étude. A ces distances, le signal est si faible qu'une telle performance ne peut être réalisée qu'avec un matériel de pointe ultra sensible.

En jetant un regard dans l'Univers lointain, les chercheurs ont aussi découvert que le rayonnement diffus observé est probablement dû à une population très nombreuse de petites galaxies, trop faiblement lumineuses pour être détectées individuellement, fait remarquer l'UNIGE dans son communiqué.

"Ces petites galaxies sont considérées comme des briques élémentaires qui s'assemblent au cours du temps pour donner lieu à des galaxies plus massives, telles que la Voie Lactée", explique Thibault Garel. "L'existence de cette nuée de galaxies naines pourrait transformer la compréhension que l'on a de l'évolution des galaxies", précise-t-il.

ats/sjaq

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L'Univers jeune, cet inconnu

L'exploration de l'Univers jeune, peu après le Big Bang, n'en est qu'à ses prémices: de futures avancées sont attendues. La caractérisation de la toile cosmique de l'Univers lointain sera notamment l'un des objectifs principaux de l'instrument BlueMUSE, qui devrait entrer en service vers 2030.

Les résultats des travaux sur les filaments cosmiques lointains font l'objet d'une publication dans la revue spécialisée Astronomy & Astrophysics.

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