Barioni disparu, filaments de rayons X cosmiques analysés : mystère résolu ?

Une équipe de chercheurs de l’Institut d’Astrophysique Spatiale (CNRS/Université Paris-Saclay) a déclaré dans une nouvelle étude parue aujourd’hui sur Astronomie &amp ; Astrophysiqued’avoir détecté pour la première fois les filaments cosmiques qui contiendraient les baryons manquants, une sorte de matière ordinaire, celle qui compose les étoiles, les planètes et le gaz et tout ce que nous voyons dans l’univers.
On pense que les baryons manquants représentent près de 40% de la matière ordinaire mais, du moins jusqu’à présent, ils étaient restés inaperçus sous forme de gaz chaud caché dans ce que l’on appelle le réseau cosmique.

Parlons donc de la matière ordinaire, et non de la matière noire. Ce dernier est un autre composant de l’univers dont nous savons encore peu de choses et qui est probablement composé de particules exotiques que nous n’avons pas encore détectées. La matière noire n’est pas composée de baryons ; en fait, nous l’appelons aussi « matière non-baryonique » et elle est essentiellement de nature inconnue.
Les baryons, en revanche, sont des particules connues, fabriquées par trois quarks et constituent les atomes et les molécules de tout ce que nous voyons. Seulement qu’il en manque une partie, encore inaperçue jusqu’à présent, qui constitue une véritable énigme depuis de nombreuses années.

Depuis longtemps, les chercheurs ont remarqué, en analysant ce réseau complexe de nœuds, appelés filaments, qui relient de nombreuses galaxies entre elles sous forme de gaz chaud, que les signaux qui en proviennent montrent qu’il manque 40 à 50% de baryons. Le signal provenant de ces sources est très faible, c’est pourquoi il est difficile de faire des mesures.
Nabila Aghanim, chercheur au CNRS, et Hideki Tanimura, chercheur post-doctoral, expliquent en effet, dans la nouvelle étude, avoir fait une analyse statistique qui révèle pour la première fois l’émission de ces gaz, qui devraient être composés des mystérieux baryons manquants, dans le domaine des rayons X. Ils ont également mesuré leur température.

Ce n’est pas la première fois que ces filaments cosmiques sont analysés par rayons X (et ce n’est même pas la première fois que l’on se demande si les baryons manquants ont vraiment été découverts) mais dans des études précédentes, ces analyses ont été effectuées sur des filaments courts et denses, par exemple sur ceux interposés entre des paires d’amas. Dans ce cas, les chercheurs ont effectué l’analyse sur 15 165 filaments d’une longueur comprise entre 30 et 100 mégaparsecs.

Les chercheurs ont utilisé les données du Sloan Digital Sky Survey (SDSS) recueillies par un télescope optique à l’observatoire Apache Point, au Nouveau-Mexique.
Il s’agit d’une première étude qui ouvre la voie à plusieurs autres études qui suivront et qui seront beaucoup plus détaillées avec des données plus précises et plus complètes, des études qui résoudront probablement le mystère des baryons manquants de manière définitive.

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