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Des chercheurs ont pesé la Voie lactée (et elle est plus légère que prévu)

Galaxy Flare Universe Stars Space Milky Way
Crédits : PxHere

Les sursauts radio dits rapides (FRB) intriguent toujours autant les scientifiques, mais de nouvelles observations de cet étrange phénomène pourraient aider les astronomes à en savoir plus sur notre propre voisinage galactique. Dans le carde d’une nouvelle étude, des chercheurs de Caltech ont pu mesurer la masse de la Voie lactée au moyen de l’un de ces événements cosmiques.

Les mystérieux FRB

Les sursauts radio rapides (FRB) figurent parmi les explosions les plus énergétiques du cosmos. Ces signaux, qui ne durent généralement que quelques millisecondes, peuvent en effet illuminer l’espace avec autant d’énergie que 500 millions d’étoiles. Des milliers de ces signaux traversent l’univers chaque jour et certains atteignent notre planète. D’où viennent-ils ? Pour l’heure, on l’ignore encore précisément, mais de nouvelles installations nous permettent  d’y voir un peu plus clair.

L’une de ces installations – l’observatoire Deep Synoptic Array (DSA) – est exploitée par les astronomes de Caltech. Il s’agit d’une collection de 110 antennes radio installées dans la vallée d’Owens, au centre de la Californie. Leur objectif est de localiser l’emplacement dans le ciel de chaque événement observé pour aider à déterminer son origine.

Sonder une grande quantité de ciel signifie analyser beaucoup de données, de sorte que les ordinateurs du réseau traitent environ 24 gigaoctets par seconde. Cependant, le jeu en vaut la chandelle. En 2022, au cours de sa première année de fonctionnement, le DSA aurait en effet aidé les astronomes à découvrir pas moins de trente FRB avec des emplacements précis. Avant sa mise en service, les astronomes n’en avaient retracé qu’une vingtaine depuis 2007.

Notez par ailleurs que l’observatoire continue de monter en puissance, avec seulement 63 des 110 paraboles prévues pour le moment.

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Les antennes de la vallée d’Owens, en Californie. Crédits : Caltech

FRB et matière

Cela étant dit, ces observations donnent non seulement aux astronomes des indices clairs sur la nature des FRB, mais elles révèlent également la matière qui nous entoure. « Il s’avère que plus de 80% de la matière baryonique (celle que vous pouvez voir, toucher) est invisible dans l’univers proche« , précise Vikram Ravi, principal auteur de ces nouveaux travaux. « Cette matière cachée est vraiment dispersée, ce qui la rend difficile à voir pour nos télescopes« .

Au fur et à mesure que les ondes radio (et notamment celles des FRB) voyagent vers nos antennes, certaines fréquences seront retardées à cause de la présence de matière entre l’observateur et le point d’origine. Les astronomes ont récemment utilisé ce principe pour analyser la quantité de matière dans la Voie lactée.

Pour ce faire, les chercheurs se sont concentrés sur le FRB 20220319D. Ce dernier nous vient d’une galaxie nommée IRAS 02044+7048, située à environ 163 millions d’années-lumière. En connaissant la distance et la direction d’origine du sursaut, l’équipe a pu mesurer à quel point le signal s’était dispersé avant d’atteindre les antennes de l’observatoire. Dès lors, elle a ainsi pu déterminer la quantité de matière que les signaux avaient traversé au cours de leur périple à travers le cosmos.

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Crédits : Pexels/Pixabay

Une galaxie plus « légère » que prévu

En se basant sur ces analyses, les chercheurs ont pu déterminer que la masse du milieu circumgalactique de la Voie lactée (le halo de poussière et de gaz qui entoure notre Galaxie) était inférieure à 100 milliards de masses solaires. Autrement dit, la masse totale de la Voie lactée serait inférieure à 60 % de la moyenne des galaxies.

Par ailleurs, les données ont révélé que la Voie lactée contient en réalité beaucoup moins de matière « normale » que prévu.  Alors que la majeure partie de l’univers est composée d’environ 16 % de matière ordinaire et de 84 % de matière noire, la nôtre serait composée de moins de 10 % de matière ordinaire et de plus de 90 % de matière noire, selon leurs estimations.

Cette légèreté inattendue pourrait s’expliquer par des éruptions dans le passé de notre galaxie. « Ces résultats soutiennent fortement les scénarios prédits par les simulations de formation de galaxies où les processus de rétroaction expulsent la matière des halos des galaxies« , poursuit l’astronome dans un communiqué. Ces processus sont « fondamentaux pour la formation des galaxies, où la matière est acheminée et expulsée des galaxies par cycles« , ajoute-t-il.

Brice Louvet

Rédigé par Brice Louvet

Brice est un journaliste passionné de sciences. Ses domaines favoris : l'espace et la paléontologie. Il collabore avec Sciencepost depuis près d'une décennie, partageant avec vous les nouvelles découvertes et les dossiers les plus intéressants.