Une chaîne de galaxies qui tournent individuellement et à l’unisson avec leur filament aidera à mieux comprendre comment se sont développées ces structures primordiales.
Une des plus grandes structures rotantes de l’Univers a été découverte à un point de la toile cosmique qui maintient ensemble la matière visible de l’Univers.
À 140 millions d’années-lumière de nous, un groupe d’astronomes de l’Université d’Oxford a découvert une longue chaîne de galaxies disposées le long d’une ligne fine, qui tournent individuellement, et en même temps, avec le filament cosmique dans lequel elles se trouvent. Il s’agit de la plus vaste rotation céleste jamais observée, qui pourrait révéler comment les galaxies ont acquis leur rotation et le gaz dont elles disposent aujourd’hui.
Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
L’ossature de l’Univers
Les filaments cosmiques sont d’immenses structures filamentaires de gaz, de matière noire et de galaxies qui représentent l’ossature de la toile cosmique, l’échafaudage sur lequel se créent toutes les structures visibles dans l’Univers. On peut les imaginer comme des autoroutes le long desquelles matière et quantité de mouvement circulent vers les galaxies, lesquelles à leur tour convergent vers les « nœuds » de la toile, où résident les amas galactiques.
Les filaments voisins, dans lesquels l’ensemble de la structure semble tourner avec les galaxies qu’ils contiennent, sont intéressants à étudier car ils offrent un modèle de la façon dont la rotation cosmique (ou plus précisément, le moment angulaire) s’accumule au fil du temps. L’équipe britannique en a étudié un en croisant les données du radiotélescope sud-africain MeerKAT avec les observations optiques du Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) et du Sloan Digital Sky Survey.
Une rotation d’envergure record
La mégastructure rotante observée par les chercheurs d’Oxford est un alignement de 14 galaxies voisines sur environ 5,5 millions d’années-lumière de longueur et 117.000 années-lumière de largeur. Cette chaîne de galaxies se situe à l’intérieur d’un filament cosmique comptant plus de 280 autres galaxies, sur une longueur d’environ 50 millions d’années-lumière. Mais les dimensions « astronomiques » ne constituent pas le seul aspect d’intérêt.
Beaucoup des galaxies observées semblent tourner dans la même direction que le filament lui-même, et celles situées de part et d’autre de l’épine dorsale intermédiaire du filament semblent tourner dans des directions opposées, comme si l’ensemble du filament tournait lui-même sur lui-même.
Comme l’explique la physicienne d’Oxford Lyla Jung, coauteure de l’étude, la structure « se peut paraisonner à au carrousel des tasses à thé dans un parc d’attractions. Chaque galaxie est comme une tasse à thé qui tourne, mais aussi l’ensemble de la plateforme, le filament cosmique, tourne. Ce double mouvement nous offre une vision rare de la manière dont les galaxies acquièrent leur rotation à partir des structures plus grandes dans lesquelles elles vivent ».
Un filament naissant à prendre comme modèle
L’abondance d’hydrogène dans les galaxies (gaz qui alimente la formation de nouvelles étoiles) et le faible mouvement interne du système suggèrent que le filament se trouve à une phase précoce de son développement. Il pourrait donc fournir une fenêtre d’étude pour comprendre comment le gaz est canalisé en direction des galaxies et comment le moment angulaire circule à l’intérieur de la ragnatela cosmique, influençant sa forme et la formation de nouvelles étoiles.
« Ce filament est un témoignage fossile des flux cosmiques. Il nous aide à reconstruire la manière dont les galaxies acquièrent leur rotation et grandissent au fil du temps » commente l’autre coauteure, Madalina Tudorache.
