Radiographie de 365 amas galactiques dans le levé XXL
En parcourant le ciel à la recherche de sources de rayons X, l'observatoire de rayons X ESA XMM-Newton a mené l'enquête XXL, le programme d'observation le plus important à ce jour. Le deuxième lot de données de la revue a récemment été publié, y compris des informations sur 365 amas galactiques, qui ont tracé la structure à grande échelle de l'Univers et ses étapes évolutives dans le temps, avec 26 000 noyaux galactiques actifs (AGN).
En étudiant deux grandes parties célestes avec une sensibilité accrue, cette étude aux rayons X a été la première à détecter un nombre suffisant d'amas galactiques et d'AGN, afin que les scientifiques puissent afficher la distribution de tels objets dans l'Univers lointain avec des détails sans précédent. Les résultats ont renforcé les attentes du modèle cosmologique adopté.
Les rayons X sont créés dans l'un des processus les plus énergétiques de l'univers. Cependant, ils sont bloqués par l'atmosphère terrestre, vous ne pouvez donc regarder que les événements depuis l'espace. Lorsqu'ils sont vus, les télescopes identifient deux sources principales: les amas galactiques pénétrant dans les gaz chauds et les noyaux galactiques actifs (AGN), des zones compactes et lumineuses situées au centre de certaines galaxies, cachant le trou noir supermassif en train de se nourrir.
Le XMM-Newton de l'ESA est considéré comme l'un des télescopes à rayons X les plus puissants. Au cours des 8 dernières années, il a consacré 2 000 heures de travail à mesurer les rayons X dans le cadre de l’enquête XXL, où il a examiné deux zones de ciel apparemment vide (25 degrés carrés chacune). Le premier ensemble de données publié en 2015. Il comprenait les 100 amas de galaxies les plus brillants et 1000 AGN. L'étude a montré que les groupes de rayons X sont si éloignés que la lumière nous est parvenue à la moitié du monde moderne, et AGN vit encore plus loin! Certaines sources sont si éloignées que le télescope n’a reçu plus de 50 photons de rayons X, ce qui rend difficile la détermination de leur véritable nature.
Vue composite du groupe galactique XLSSC006, créée en combinant les observations de rayons X de l'observatoire spatial XMM-Newton avec des données optiques et proche infrarouge du télescope Canada-France-Hawaii. Le groupe, doté d'un décalage rouge de 0,43 et d'une masse de 5 x 1014 solaires, a deux galaxies dominantes, ce qui indique un événement de fusion
La matière dans l'univers est distribuée de manière inégale, mais forme un réseau filiforme cosmique formé par la gravité et des amas galactiques. Ces derniers sont considérés comme les plus grandes structures spatiales qui suivent les pics de densité maximale. De ce fait, ils deviennent un outil puissant pour répondre à des questions cosmologiques intrigantes.
La structure et l'évolution de l'espace sont décrites par un ensemble de paramètres cosmologiques, notamment la densité de divers composants et le taux d'expansion de l'Univers. Nous avons maintenant des indicateurs suffisamment précis, mais pour une description plus détaillée de la structure universelle, il est nécessaire de couvrir de grandes échelles. Le but ultime de XXL Survey est de fournir un catalogue complet et détaillé de grappes pouvant être utilisées pour limiter les paramètres cosmologiques.
Le satellite de l'ESA, Planck, a déterminé les valeurs des paramètres cosmologiques en examinant le rayonnement relatif - les données du premier univers. Après avoir reçu des informations de XXL Survey, les chercheurs ont comparé ces valeurs. Il s’avère que la distribution des grappes et de l’AGN est conforme au modèle cosmologique généralement accepté, qui a recours à la constante d’Einstein pour expliquer l’accélération de l’expansion de l’Univers. AGN est difficile à utiliser pour l'évaluation, car leurs caractéristiques sont influencées par de nombreux facteurs externes. Les chercheurs ont donc utilisé les données AGN de XXL Survey pour comprendre le processus de formation et de développement des trous noirs.
La mosaïque montre les amas de galaxies 365 XXL Survey dans les données optiques des longueurs d’onde du télescope Canada-France-Hawaii et du télescope Blanco de l’Observatoire international Cerro Tololo. Les groupes sont ordonnés loin de nous, en commençant par les plus proches avec un décalage vers le rouge de 0,03 (en haut à gauche) et se terminant par les plus éloignés, à 1,99.
Grâce à XXL Survey, les scientifiques ont pu mesurer pour la première fois l’effet de la formation tridimensionnelle de grappes distantes et d’AGN à très grande échelle. Pour explorer davantage les filaments cosmiques, ils envisagent d'utiliser le futur satellite Euclid, qui pourra observer la lumière émise il y a 10 milliards d'années.
Les examens de XMM-Newton ont également soulevé de nouvelles questions sur la physique des amas galactiques, qui envisagent d'étudier en détail la prochaine mission de l'ESA Athéna en 2031. L'appareil sera capable d'observer des groupes encore plus distants, fournissant plus d'informations sur l'évolution universelle.
