Hubble dévoile la masse cachée d'un amas de galaxies

La carte la plus précise jamais réalisée de la vaste quantité de matière noire qu'abrite l'amas MACSJ0416, soit 160 000 milliards de masses solaires, a été obtenue grâce à Hubble.

Combinée à d'autres observations (notamment en rayons X, grâce au satellite Chandra), elle devrait permettre de mieux comprendre le processus de formation des amas de galaxies et, au-delà, des grandes structures de l'univers.

Lentilles et gravitation

Pour observer la matière noire des galaxies, par nature invisible, l'équipe euro-américaine qui a réalisé ce travail a utilisé la technique des lentilles gravitationnelles : lorsqu'une masse est présente sur le trajet des rayons lumineux issus d'une galaxie lointaine, elle dévie ces rayons et déforme ainsi l'image de la galaxie (tout en la démultipliant parfois et en amplifiant son éclat).

« La courbure de la lumière par des amas de galaxies à l'avant-plan peut être observée dans deux régimes : un régime de fort effet de lentille, limité aux zones les plus denses de l'amas, c'est-à-dire son cœur, et un régime faible, à sa périphérie », expliquent les chercheurs dans leur étude.

Ces effets de lentille gravitationnelle, parfois spectaculaires, sont précieux car ils permettent aux astronomes de mesurer la distribution de la matière noire (invisible) des amas, soit 99% de la masse totale dans des objets comme MACSJ0416.

68 galaxies déformées

Il reste que, même amplifié, l'éclat des galaxies d'arrière-plan, qui servent à sonder la masse des amas plus proches, reste faible ! D'où l'intérêt de Hubble : c'est son extrême sensibilité, en révélant 51 nouvelles galaxies lointaines déformées, quand les astronomes n'en connaissaient que 17, qui a permis de récréer une carte précise de la matière noire dans MACSJ0416.

David Fossé, le 28 juillet 2014

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