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Qu'est-ce qui se situe entre les galaxies?

Qu'est-ce qui se situe entre les galaxies?

Les gens pensent souvent que l'espace est "vide" ou "vide", ce qui signifie qu'il n'y a absolument rien. Le terme "vide d'espace" fait souvent référence à ce vide. Cependant, il se trouve que l'espace entre les planètes est en réalité occupé par des astéroïdes, des comètes et de la poussière spatiale. Les vides situés entre les étoiles de notre galaxie peuvent être remplis de nuages ​​de gaz et d’autres molécules. Mais qu'en est-il des régions entre les galaxies? Sont-ils vides ou ont-ils des "choses" en eux?

La réponse à laquelle tout le monde s'attend, "un vide vide", n'est pas vraie non plus. Tout comme le reste de l'espace contient des "éléments", il en va de même de l'espace intergalactique. En fait, le mot "vide" est maintenant normalement utilisé pour les régions géantes où il n’ya AUCUNE galaxie, mais qui contient apparemment encore une sorte de matière.

Qu'y a-t-il entre notre galaxie et les autres dans l'univers, comme le Sombrero, présenté ici dans une vue du télescope spatial Hubble?. NASA / STScI

Alors, qu'est-ce qui est entre les galaxies? Dans certains cas, des nuages ​​de gaz chaud sont émis lors de l'interaction et de la collision des galaxies. Ce matériau est "arraché" des galaxies par la force de gravité, et souvent, il entre en collision avec un autre matériau. Cela dégage un rayonnement appelé rayons X et peut être détecté avec des instruments tels que l'observatoire Chandra à rayons X. Mais tout n'est pas chaud entre les galaxies. Certaines sont assez sombres et difficiles à détecter et sont souvent considérées comme des gaz et des poussières froids.

Trouver la matière légère entre les galaxies

Grâce aux images et aux données prises avec un instrument spécialisé appelé Cosmic Web Imager à l'observatoire de Palomar sur le télescope Hale de 200 pouces, les astronomes savent maintenant qu'il y a beaucoup de matériaux dans les vastes étendues autour des galaxies. Ils l'appellent "matière sombre" car ce n'est pas brillant comme les étoiles ou les nébuleuses, mais il n'est pas si sombre qu'il ne peut pas être détecté. Cosmic Web Imager 1 (ainsi que d’autres instruments dans l’espace) examine cette question dans le média intergalactique (IGM) et trace des cartes là où elle est la plus abondante et où elle ne l’est pas.

Observer le milieu intergalactique

Comment les astronomes "voient-ils" ce qui se passe? Les régions entre les galaxies sont sombres, évidemment, car il n’ya que peu ou pas d’étoiles pour éclairer les ténèbres. Cela rend ces régions difficiles à étudier en lumière optique (la lumière que nous voyons avec nos yeux). Ainsi, les astronomes observent la lumière qui traverse les tronçons intergalactiques et étudient les conséquences de son déplacement.

Cosmic Web Imager, par exemple, est spécialement équipé pour regarder la lumière provenant de galaxies et de quasars lointains alors qu’elle traverse ce milieu intergalactique. Au fur et à mesure que cette lumière se déplace, une partie est absorbée par les gaz contenus dans l'IGM. Ces absorptions apparaissent sous forme de lignes noires "en barres" dans les spectres produits par l'imageur. Ils disent aux astronomes la composition des gaz "là-bas". Certains gaz absorbent certaines longueurs d'onde, donc si le "graphique" montre des espaces vides à certains endroits, il leur indique quels gaz existent qui absorbent.

Fait intéressant, ils racontent également une histoire de conditions dans l'univers primitif, sur les objets qui existaient à l'époque et sur ce qu'ils faisaient. Les spectres peuvent révéler la formation d'étoiles, le flux de gaz d'une région à une autre, la mort des étoiles, la vitesse à laquelle les objets se déplacent, leur température et bien plus encore. L'imageur "prend des photos" de l'IGM ainsi que des objets distants, à différentes longueurs d'ondes. Non seulement les astronomes peuvent-ils voir ces objets, mais ils peuvent également utiliser les données obtenues pour en savoir plus sur la composition, la masse et la vitesse d'un objet distant.

Sonder le Web cosmique

Les astronomes s'intéressent au "réseau" cosmique de matériaux qui se propagent entre les galaxies et les amas. Ils demandent d'où ça vient, où ça va, combien il fait chaud et combien il en reste.

Ils recherchent principalement l’hydrogène car c’est le principal élément de l’espace et émet de la lumière à une longueur d’onde ultraviolette particulière appelée Lyman-alpha. L'atmosphère de la Terre bloque la lumière aux longueurs d'onde ultraviolettes, c'est pourquoi Lyman-alpha est le plus facilement observé de l'espace. Cela signifie que la plupart des instruments qui l'observent se situent au-dessus de l'atmosphère terrestre. Ils sont soit à bord de ballons à haute altitude, soit à bord de vaisseaux spatiaux en orbite. Mais la lumière de l'univers très lointain qui parcourt l'IGM a ses longueurs d'onde étendues par l'expansion de l'univers; c'est-à-dire que la lumière arrive "décalée vers le rouge", ce qui permet aux astronomes de détecter l'empreinte digitale du signal Lyman-alpha dans la lumière reçue par le biais de Cosmic Web Imager et d'autres instruments au sol.

Les galaxies les plus éloignées parlent des conditions de l'univers lointain, au début de l'histoire cosmique. NASA, ESA, R. Windhorst (Université d’Arizona) et H. Yan (Spitzer Science Center, Caltech)

Les astronomes se sont concentrés sur la lumière provenant d'objets qui étaient déjà actifs lorsque la galaxie n'avait que 2 milliards d'années. En termes cosmiques, cela revient à regarder l'univers quand il était petit. A cette époque, les premières galaxies étaient en flammes avec la formation d'étoiles. Certaines galaxies commençaient à peine à se former, se heurtant pour créer des villes stellaires de plus en plus grandes. Beaucoup de "blobs" se révèlent être des proto-galaxies qui commencent à se tirer d'elles-mêmes. Au moins un des astronomes que l’on a étudié s’avère très vaste, trois fois plus grand que la Voie Lactée (qui mesure environ 100 000 années-lumière de diamètre). L'Imager a également étudié des quasars distants, comme celui présenté ci-dessus, pour suivre leurs environnements et leurs activités. Les quasars sont des "moteurs" très actifs dans le cœur des galaxies. Ils sont probablement alimentés par des trous noirs, qui engloutissent un matériau surchauffé qui dégage un puissant rayonnement lorsqu'il tourne dans le trou noir.

Dupliquer le succès

L’étude du contenu intergalactique continue de se dérouler un peu comme un roman policier. Il existe de nombreux indices sur ce qui existe, des preuves irréfutables pour prouver l’existence de certains gaz et de la poussière, et beaucoup plus de preuves à recueillir. Des instruments tels que Cosmic Web Imager utilisent ce qu’ils voient pour découvrir des traces d’événements et d’objets de longue date dans la lumière provenant des objets les plus lointains de l’univers. L'étape suivante consiste à suivre ces preuves pour comprendre exactement ce qu'il y a dans le IGM et détecter des objets encore plus lointains dont la lumière l'éclairera. C'est une partie importante de déterminer ce qui s'est passé dans l'univers primitif, des milliards d'années avant que notre planète et notre étoile n'existent même.