LANIAKEA, superamas de galaxies

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La cartographie de la toile cosmique au-delà des frontières de Laniakea

Ce bond conceptuel permet aux cosmographes d’améliorer la compréhension de la place de la Terre dans l’Univers et de compléter son adresse cosmique. Ainsi, la Terre appartient au système solaire qui orbite dans une grande galaxie spirale, la Voie lactée ; cette Voie lactée et la galaxie d’Andromède, chacune entourée de son cortège de galaxies naines, forment le Groupe local ; ce dernier, situé assez loin de l’amas de la Vierge (et n’en faisant pas partie) compose avec celui-ci, des dizaines d’autres amas et un million d’autres galaxies, le superamas de galaxies qu’est Laniakea. L’Univers serait donc pavé de nombreux bassins versants gravitationnels peut-être semblables en taille et en structure à Laniakea.

L’étape suivante est donc de comprendre comment la taille de Laniakea se compare aux autres bassins versants composant la structure, plus vaste, de la toile cosmique, en gardant à l’esprit la recherche de la cause de la vitesse (2,3 millions de km/h) de notre Galaxie à travers l’Univers. C’est d’abord dans l’étude des vides cosmiques qui entourent Laniakea que les recherches se sont concentrées. Les courants cosmiques ont cette propriété remarquable qu’ils coulent depuis les régions les moins denses de l’Univers (les vides) vers les régions les plus denses, comme le Grand Attracteur. L’analyse des courants cosmiques permet donc d’identifier, pour la première fois dynamiquement, la présence de grands vides. En 2017 est publiée dans la revue Nature Astronomy la découverte d’un grand vide nommé « le répulseur du dipôle » car il s’agit d’une zone qui semble repousser les galaxies et qui est située dans la direction opposée à celle du mouvement de notre Galaxie (derrière la constellation du Lézard). Cette découverte a des conséquences importantes car les calculs révèlent que les courants cosmiques qui évacuent ce vide contribuent pour 10 p. 100 à la vitesse de la Voie lactée.

Carte en trois dimensions de Laniakea et son environnement

Photographie : Carte en trois dimensions de Laniakea et son environnement

Notre Galaxie, la Voie lactée (matérialisée par un point rouge), est positionnée au centre de cette carte, cette dernière couvrant une région de 1 milliard d'années-lumière de côté. Les surfaces grises (denses en masse) et rosées (très denses) représentent l'architecture de la toile... 

Crédits : H. Courtois, D. Pomarède

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Situé à plus grande distance, un autre vide est ensuite découvert derrière la constellation de la Baleine dans une direction proche de celle d’une anomalie observée dans la carte des anisotropies du fond diffus cosmologique : le Point froid. Il s’agit d’une fluctuation de la température du fond diffus cosmologique, d’une très grande amplitude, difficile à concilier avec le modèle standard de la cosmologie. Une des hypothèses pour en expliquer l’origine serait la présence d’un grand vide (ou de plusieurs vides alignés dans cette même direction), dans la traversée duquel (desquels) le rayonnement du fond diffus subirait un refroidissement. L’identification, à l’aide des courants cosmiques, d’un grand vide (nommé répulseur du Point froid) dans cette direction constitue une indication observationnelle en faveur de cette hypothèse théorique sur l’origine du Point froid du fond diffus cosmologique.

Enfin, dans l’histoire des découvertes des grandes structures, une région du ciel est demeurée jusqu’à présent essentiellement inexplorée dans la direction du pôle Sud céleste. Située aux limites observationnelles des télescopes implantés dans les observatoires situés les plus au sud de la Terre, cette région est pénalisée par la présence d’épais nuages de poussières galactiques, tels que le Complexe du Caméléon, localisé dans la constellation du même nom, ou la présence des Nuages de Magellan, petits satellites de notre Galaxie, qui masquent des pans entiers du ciel profond. Toutefois, les courants cosmiques permettent de sonder cette région inexplorée. En 2020 est publiée la découverte d’une immense structure dans ce secteur : le mur du Pôle Sud. D’une dimension de 1,4 milliard d’années-lumière de longueur, il décrit un immense arc qui enlace les frontières du sud de Laniakea.

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Mise en évidence du superamas Laniakea

Mise en évidence du superamas Laniakea
Crédits : H. Courtois, D. Pomarède

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Carte en trois dimensions de Laniakea et son environnement

Carte en trois dimensions de Laniakea et son environnement
Crédits : H. Courtois, D. Pomarède

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Écrit par :

  • : astrophysicienne, professeure d'Université, Institut de physique des deux infinis de Lyon (IP2I)
  • : chercheur à l'Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers, CEA université Paris-Saclay

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Dans le chapitre « Les galaxies »  : […] Une galaxie est une sorte de ville dont les centaines de milliards d’habitants seraient les étoiles. Ainsi, à l’instar d’une ville, il existe des quartiers très peuplés, appelés amas globulaires, riches de dizaines de milliers d’étoiles, très proches entre elles et généralement vieilles, et d’autres presque déserts, ainsi que des « maternités », où de vastes nuages de gaz denses apportent la mati […] Lire la suite

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Pour citer l’article

Hélène COURTOIS, Daniel POMARÈDE, « LANIAKEA, superamas de galaxies », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/laniakea-superamas-de-galaxies/