Une étude, dont les résultats intitulés «Constraints from thermal Sunyaev-Zel’dovich cluster counts and power spectrum combined with CMB» sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics, a permis de montrer que le fond diffus cosmologique et l'abondance des amas de galaxies observés par Planck convergent vers le modèle cosmologique standard le plus simple, dominé par la matière noire froide et une constante cosmologique.

Rappelons tout d'abord que «le fond diffus cosmologique et l’abondance des amas de galaxies permettent de mesurer les paramètres cosmologiques aussi bien indépendamment qu’en combinaison». Cependant, «jusqu’en 2013 et les premiers résultats de Planck, le nombre d’amas de galaxies utilisables pour des analyses cosmologiques était trop faible». De ce fait, les mesures des paramètres cosmologiques déduites étaient «entachées de grandes barres d’erreurs et donc peu fiables».

Néanmoins, «en 2013 et grâce à environ 200 amas de galaxies observés par le satellite Planck, une mesure précise des paramètres cosmologique a été possible montrant un désaccord entre les paramètres cosmologiques déterminés par le fond diffus cosmologique et ceux obtenus en analysant l’abondance des amas de galaxies».

Ce désaccord, qui «portait notamment sur la mesure de la densité de matière dans l’univers et sa distribution aux très grandes échelles», a été confirmé «lors de la second analyse de Planck en 2015, utilisant près de 500 amas de galaxie, ainsi que par des analyses indépendantes basées sur l’utilisation du lentillage gravitationnel ou d’amas de galaxies observés dans le domaine des rayons X».

La différence en question «ne pouvait avoir que deux origines possibles : soit la masse des amas observés était fausse d’un facteur deux, une hypothèse irréaliste étant donné l’état de l’art sur la compréhension des amas de galaxies, soit le désaccord était le signe d’un écart au modèle cosmologique le plus simple.

Comme «en 2016, Planck a publié de nouveaux résultats d'analyse du fond diffus cosmologique révisant notamment le paramètre cosmologique lié à la formation des premières étoiles dans l’univers», l'étude ici présentée a effectué une re-analyse approfondie du problème qui se posait en utilisant «ces nouvelles données dans une analyse complète combinant le fond diffus cosmologique, l’abondance des amas mais aussi leur fonction de corrélation angulaire sur tout le ciel». Il apparaît ainsi «que le désaccord entre le FDC et les amas de galaxies est fortement réduit».

Plus précisément, en explorant «des écarts au modèle cosmologique le plus simple, comme l'ajout de neutrinos massifs ou une composante d’énergie noire différente de la constante cosmologique», l'analyse «montre qu'aucune de ces deux extensions au modèle cosmologie 'standard' ne permet de résoudre le faible désaccord restant, qui doit encore être étudié et expliqué». En conséquence, «le modèle cosmologique le plus simple avec l’époque de formation des premières étoiles nouvellement déduite de Planck, qui permet un meilleur accord entre le fond diffus cosmologique et l'abondance des amas de galaxies» semble privilégié.