Les planètes, les étoiles, les galaxies et autres amas de galaxies… Tous ces objets évoluent en rotation dans l’Univers. Une récente étude suggère qu’un moment angulaire est également à l’œuvre à des échelles beaucoup plus grandes.

Difficile d’imaginer la structure de l’Univers de notre point de vue, mais si vous preniez beaucoup, beaucoup de recul, vous remarqueriez que la distribution de la matière dans le cosmos ne se fait pas de manière uniforme.

Sa structure s’apparente en effet à une gigantesque toile cosmique composée de brins incroyablement longs à l’intérieur desquels se déplacent les galaxies. Dans ce tableau, les amas et superamas de galaxies se positionnent alors aux croisements de gigantesques filaments, qui concentrent plus de la moitié de toute la matière baryonique (observable directement) de notre Univers.

Dans le cadre d’une étude, une équipe de chercheurs souligne des preuves suggérant que ces structures filandreuses, qui s’étendent sur des centaines de millions d’années-lumière, tournent sur elles-mêmes. Si la découverte se confirme, ces filaments représenteraient ainsi les plus grandes structures rotatives jamais vues dans l’Univers.

structure univers toile

La toile cosmique de notre Univers. Crédits : Volker Springel/Max Planck Institute For Astrophysics/SPL

Effet Doppler

Dans le cadre de ces travaux, des astronomes de l’Institut Leibniz pour l’Astrophysique de Potsdam (AIP), en Allemagne, ont cartographié le mouvement de galaxies contenues à l’intérieur de ces immenses autoroutes cosmiques. Pour ce faire, ils se sont appuyés sur les données du Sloan Digital Sky, un programme de relevé des objets célestes opéré depuis l’observatoire d’Apache, au Nouveau-Mexique (États-Unis), pour analyser leur lumière.

Au fur et à mesure que les ondes lumineuses traversent l’espace-temps, l’expansion de l’Univers les étend vers l’extrémité rouge du spectre électromagnétique. À l’inverse, les longueurs d’onde de la lumière provenant d’un objet qui s’approche sembleront se raccourcir légèrement vers l’extrémité bleue du spectre. On appelle cela l’effet Doppler.

En étudiant attentivement la lumière des galaxies contenues dans certains de ces filaments cosmiques, et en les comparant les unes aux autres, les astronomes ont découvert que la lumière des galaxies positionnées d’un côté de leur filament était décalée vers le rouge par rapport à celle des galaxies évoluant de l’autre côté.

Pour les auteurs, qui publient leurs travaux dans Nature Astronomy, toutes ces galaxies se déplaceraient donc le long d’orbites en forme de « tire-bouchon », tournant autour du centre du filament tout en voyageant le long de celui-ci.

filaments matière

Vue d’artiste des filaments cosmiques à l’intérieur desquels se déplacent les galaxies. La lumière provenant des moitiés supérieures des filaments est décalée vers le rouge (elles s’éloignent de nous) tandis que les parties inférieures sont décalées vers le bleu (elles se rapprochent de nous). Crédits : AIP/A. Khalatyan/J. Fohlmeister

Une telle rotation n’a jamais été vue auparavant à des échelles aussi gigantesques, et comprendre ce qu’est ce mécanisme pourrait aider les astronomes à comprendre comment le moment angulaire a été généré dans le cosmos en premier lieu. Pour l’heure, c’est un mystère.