Les astronomes cartographient notre vide cosmique local

Agrandir l'image | Lorsque vous regardez l'interprétation de cet artiste sur la structure à grande échelle qui entoure notre Voie Lactée, vous devez penser grand! Voir la voie lactée? Ces flèches rouge-vert-bleu représentent chacune une distance de 200 millions d'années-lumière. Selon de nouvelles recherches, nous sommes à la frontière entre notre vide local et le groupe de haute densité de galaxies de la Vierge. Image via R. Brent Tully / IfA.

Les astronomes ont publié une nouvelle étude montrant davantage la vaste structure cosmique entourant notre galaxie de la Voie Lactée. Au cours des dernières décennies, ils se sont rendus compte que notre univers avait une vaste structure en nid d'abeilles, constituée de conglomérations de galaxies entrecoupées de vides. Une équipe qui a mesuré les mouvements de 18 000 galaxies a utilisé ces mouvements pour déduire comment la masse est distribuée dans notre voisinage spatial. Ils ont construit des cartes en trois dimensions de notre univers local, montrant la place de la Voie lactée par rapport à notre vide cosmique local, qu'ils appellent le Vide local. Ce travail a été dirigé par R. Brent Tully de l'Institut d'astronomie de l'Université de Hawaii (IfA). En 2014, il a mené des recherches pour identifier toute l'étendue de notre super-cluster d'origine de plus de cent mille galaxies, en lui donnant le nom de Laniakea, qui signifie «immense ciel» en hawaïen. Son équipe et lui ont maintenant (à juste titre) publié une nouvelle étude sur le vide local. L'étude a été publiée le 22 juillet 2019 dans le journal astrophysique revu par des pairs.

Ils ont créé des vues intéressantes sur leur travail, y compris une vidéo interactive, que vous pouvez voir et jouer avec ici. Avec le modèle interactif, vous pouvez effectuer un panoramique, un zoom, une rotation et une pause / activer l'évolution temporelle du mouvement le long des orbites. Les orbites sont montrées dans un cadre de référence qui supprime l'expansion globale de l'univers. Ce que nous constatons, ce sont les déviations de l’expansion cosmique causées par les interactions de sources de gravité locales.

Les représentations du vide peuvent également être vues dans une vidéo (ci-dessous).

Ces astronomes ont commenté dans une déclaration:

L'univers est une tapisserie de congrégations de galaxies et de vastes vides.

Ce n'est que depuis quelques décennies que les astronomes ont identifié cette tapisserie de galaxies et de vides dans l'espace. Si nous pouvons revenir un peu aux travaux antérieurs d'un autre groupe… en 2005, le centre de superinformatique de la société Max Planck à Garching, en Allemagne, était utilisé pour exécuter une simulation d'un mois dans laquelle la structure à grande échelle de l'univers était représentée. . Vous pouvez voir le résultat de leur simulation dans l'image ci-dessous. À présent, nous ne cherchons pas dans notre voisinage spatial local, mais dans une région de l’espace se chiffrant en milliards d’années-lumière. Notez la ligne marquée 125 Mpc. Cela correspond à 125 mégaparsecs, chaque mégaparsec étant égal à une distance d’un million de parsecs (il faut environ 3, 3 années-lumière à un parsec).

Les astronomes pensent que l'univers primitif était presque uniforme à mesure qu'il se développait à partir du Big Bang. Quelques milliards d’années après le Big Bang, des zones de densité légèrement supérieure ont évolué pour devenir des amas et des groupes de galaxies, avec des régions faiblement peuplées et dépourvues de galaxies. L'univers dans son ensemble a donc évolué vers cette structure en forme de nid d'abeille, parfois appelée «toile cosmique». Pour en savoir plus sur cette image, cliquez ici.

Dans la nouvelle étude dont il est maintenant rendu compte, Tully et son équipe utilisent les mêmes outils que leurs précédentes études pour cartographier la taille et la forme d’une vaste région vide qu’ils appellent le vide local, bordant notre galaxie de la Voie lactée. De la déclaration:

Les galaxies ne se déplacent pas seulement avec l’expansion générale de l’univers, elles réagissent également au tiraillement gravitationnel de leurs voisins et à des régions très massives. En conséquence, par rapport à l'expansion globale de l'univers, ils se dirigent vers les zones les plus denses et s'éloignent des régions de faible masse - les vides.

Bien que nous vivions dans une métropole cosmique, Tully et Richard Fisher ont noté en 1987 que notre galaxie, la Voie Lactée, se trouvait également à la limite d’une vaste région vide qu’ils appelaient le Vide local. L’existence du vide local a été largement acceptée, mais elle est restée peu étudiée car elle se situe derrière le centre de notre galaxie et est donc fortement occultée de notre point de vue.

Maintenant, Tully et son équipe ont mesuré les mouvements de 18 000 galaxies dans le compendium des distances de galaxies de Cosmicflows-3, en construisant une carte cosmographique qui met en évidence la limite entre la collection de matière et l'absence de matière qui définit le bord du vide local.

Cosmicflows-3: Cosmographie du vide local de Daniel Pomarède sur Vimeo.

Ces astronomes ont également déclaré que:

Depuis 30 ans, les astronomes tentent de comprendre pourquoi les mouvements de la Voie lactée, notre plus proche voisine de la galaxie, Andromède, et leurs voisins plus petits s'écartent de plus de 600 km / s de l'expansion globale de l'univers. La nouvelle étude montre que près de la moitié de cette motion est générée «localement» à la fois par l’attraction du gigantesque groupe Virgo et de notre participation à l’extension du Local Void à mesure qu’il se vide.

Conclusion: les astronomes ont cartographié des structures gigantesques englobant de vastes et denses clusters de galaxies et des vides ressemblant à des bulles, avec la Voie Lactée entre le Vide Local et le Densité de Virgo plus dense.

Source: Cosmicflows-3: Cosmographie du vide local

Via IfA