Publié le 25 juillet 2019
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schéma abysse cosmique © D. Pomarede. CEA

Une équipe internationale incluant Daniel Pomarède de l’Université Paris-Saclay (CEA) vient de publier de nouvelles révélations sur l’immense vide cosmique aux frontières desquelles se situe notre galaxie, la Voie lactée. Il répond à nos questions.

Pouvez-vous préciser cette nouvelle découverte sur notre galaxie ?

L’Univers à grande échelle est composé d’amas de galaxies connectés par des filaments, séparés par de vastes vides. Ils forment une structure appelée la Toile Cosmique, un réseau à trois dimensions incluant non seulement la matière ordinaire mais aussi la mystérieuse matière noire dont la nature échappe toujours à notre compréhension. Dans une nouvelle étude publiée dans The Astrophysical Journal,  notre équipe a  cartographié le vide situé dans le voisinage immédiat de notre galaxie et qui influence son destin cosmique. C’est en utilisant les observations des mouvements des galaxies situées dans notre voisinage que nous avons pu déduire la distribution de la masse responsable de ces mouvements et reconstruire des cartes en trois dimensions de notre univers local.

Quelles conséquences pour notre compréhension de l’Univers ?

Nous avons analysé les mouvements des 18 000 galaxies appartenant au catalogue Cosmicflows-3, en construisant une carte cosmographique qui met en évidence la limite les zones de matière et de vide au sein de notre superamas de galaxies. En 2014, nous avions découvert le superamas auquel appartient notre galaxie, une structure composée de plus de cent mille galaxies, à laquelle nous avons donnés le nom de Laniakea, qui signifie «Horizon céleste  immense» en hawaïen.

Depuis 30 ans, les astronomes tentent de comprendre l’origine du mouvement de la Voie lactée qui, en compagnie de sa voisine la galaxie d’Andromède et de leurs galaxies satellites, foncent dans le Cosmos à la vitesse de 630 km / s, soit près de 2.3 million de km/h ! Cette nouvelle étude montre que près de la moitié de ce déplacement est généré par l’attraction de l’amas de galaxies dans la constellation de la Vierge combinée à l’évacuation de la matière du Vide Local, un vide qui devient de plus en plus grand et de moins en moins dense au fil du temps.

Les galaxies ne se déplacent donc pas seulement avec l’expansion générale de l’Univers, elles réagissent également au tiraillement gravitationnel de leurs voisines et à des régions très massives.

Comment est née cette collaboration avec l’université d’Hawaï ?

À Ouagadougou ! Brent Tully, astronome à l’Institut d’Astronomie de l’Université d’Hawaï, et moi nous sommes rencontrés lors d’une conférence sur l’origine des galaxies. Quand il a vu notre travail de visualisation des données pour le projet Coast, il y a trouvé ce dont il rêvait pour faire des cartographies dynamiques de l’Univers. Et notre petite collaboration de quatre personnes a commencé, avec Hélène Courtois, astrophysicienne à l’Université de Lyon et Yehuda Hoffman théoricien spécialiste de la gravitation à l’Université Hébraïque de Jérusalem.

Quel a été le rôle de l’Université Paris-Saclay dans ces travaux ?

Il existe de nombreuses équipes d’astrophysiciens à l’Université Paris-Saclay mais nous sommes rentrés dans la collaboration par notre savoir-faire dans l’exploitation des données issues de calculs haute performance. Nous avons d’abord développé des outils pour exploiter les nombreux résultats de simulations que nous avons ensuite utilisé pour des données réelles. La transdisciplinarité entre astrophysiciens, physiciens des particules, informaticiens, chercheurs et ingénieurs que l’on trouve dans l’Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers, associé au développement de gros moyens de calculs et de stockage, était un terreau parfait pour optimiser ces outils.

Nos lecteurs peuvent-ils aussi voir ce vide local ?

Les représentations du vide peuvent être vues dans une vidéo (ci-dessous) et alternativement avec un modèle interactif (ci-dessous). Avec le modèle interactif, un spectateur peut effectuer un panoramique, un zoom, une rotation et activer ou mettre en pause l'évolution temporelle du mouvement des galaxies le long de leurs trajectoires. Ces trajectoires 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 avec les sources de gravité locales.

 

Voir l'article paru dans The Astrophysical Journal

 

Voir les représentations du vide

 

Visualisation interactive

 

Image du haut : © D. Pomarede. CEA