Dans l’espace, tout ce que nous voyons - qu’il s’agisse d’étoiles, de planètes ou d’astronautes - est composé d’un type de matière que nous appelons les baryons. Une importante quantité de matière baryonique semble cependant manquer dans l’univers, et nous éprouvons des difficultés à la retrouver. Un groupe d’astronomes a utilisé le télescope spatial XMM-Newton de l’ESA pour nous aider à résoudre ce mystère cosmique!
Nous pouvons estimer le nombre de baryons que comporte l’Univers en étudiant un phénomène appelé le fond diffus cosmologique, un ancien type de rayonnement émis 380 000 ans seulement après le Big Bang. Les baryons possèdent une durée de vie estimée de plusieurs milliards d’années, mais environ la moitié de cette matière semble manquer dans notre Univers.
Fabrizio Nicastro est l’un des scientifiques qui cherche à résoudre cette énigme. Selon lui : « Les baryons manquants représentent l’un des plus grands mystères de l’astrophysique moderne. Nous savons que cette matière est censée être là, nous la voyons même dans l’Univers primitif, mais nous ne parvenons pas à la saisir. Où est-elle passée ? »
Même en additionnant toutes les étoiles et tout le gaz présents dans l’espace, ainsi que tout ce que les astronomes ont pu détecter, il manquait encore 40% de baryons. Ils savent vraiment bien se cacher ! Fabrizio et ses amis ont décidé d’utiliser un télescope spécial pour les aider dans leurs recherches : le XMM-Newton de l’ESA. Ce télescope se trouve dans l’espace et observe les rayons X plutôt que la lumière visible que nos yeux perçoivent.
Ces astronomes intrépides ont utilisé XMM-Newton pour observer un quasar, c'est-à-dire une galaxie massive abritant en son centre un trou noir supermassif qui aspire de la matière et émet d'énormes quantités de rayons X ! En étudiant attentivement les données, ils ont découvert des traces d'oxygène cachées dans l'espace entre nous et le quasar. Nous n’avions jamais pu observer cela auparavant ! Fabrizio explique : “ Il existe d’énormes réserves de matière – dont de l’oxygène – qui s’y trouvent, et ce exactement dans les quantités auxquelles nous nous attendions ; nous pouvons donc enfin combler le déficit du bilan baryonique de l’Univers. ”
Les baryons manquants se cachaient dans une zone de brume intergalactique chaude étendue sur des centaines de milliers d’années-lumière entre les galaxies. Le mystère a été résolu, et les astronomes peuvent aujourd’hui commencer à étudier ces baryons afin d’approfondir nos connaissances !
Fait intéressant : Bien que la matière baryonique constitue tout ce que nous voyons, elle ne représente que 5% de la matière présente dans l'Univers ! La mystérieuse matière noire représente environ 25%, et l'énergie noire environ 70%.
