Une étude, dont les résultats intitulés «Group galaxy number density profiles far out: Is the ‘one-halo’ term NFW out to >10 virial radii?» sont publiés dans la revue MNRAS, a permis de mesurer, pour la première fois, le profil de densité intrinsèque des amas de galaxies et a montré qu'après avoir retiré leurs voisins de l’analyse, ces amas sont 10 fois plus étendus que ce qu’on croyait jusqu'à présent.

Notons tout d'abord que si «les observations et les simulations numériques indiquent que la distribution des galaxies autour des amas de galaxies suit un modèle universel», jusqu'ici «on ne savait pas jusqu’où s’étendent les amas, car, à grande distance de l’amas il y a confusion avec les petits amas voisins».

Plus précisément, «les études des profils de densité (nombre de galaxies par unité de volume en fonction de la distance au centre) des amas de galaxies se sont toutes focalisées sur la densité totale, qui suit le modèle 'NFW' * jusqu’au rayon dit du viriel ** à l’intérieur duquel les amas sont en équilibre dynamique» alors qu'au delà, «la densité totale est progressivement dominée par les galaxies d'autres amas moins massifs, ce qui rend difficile la mesure du profil de densité intrinsèque de chaque amas».

Dans ce contexte, l'étude ici présentée, «en assignant chaque galaxie à un seul amas (le plus proche de la galaxie après normalisation de leur séparation par le rayon de viriel de l’amas)» a évité «toute confusion entre l’amas étudié et les amas autour» dans l'analyse de «plus de 500 amas issus d’une simulation état-de-l’art de galaxies, dit L-Galaxies (Henriques et al. 2015). Il est alors apparu «que les amas s’étendent jusqu'à 13 rayons de viriel».

Ce résultat a pu être confirmé sur les données d’observation, «malgré la difficulté à mesurer les distances entre objets dans l’espace observable», puisque «le profil de densité intrinsèque des amas, projeté sur le ciel, s’étend jusqu'à 10 rayons de viriel» de sorte qu'on peut affirmer que les amas sont «10 fois plus grands que ce que l’on pensait».

Bien qu'au-delà du rayon de viriel, «le profil de densité intrinsèque dépend de la masse minimale des amas auxquels on assigne les galaxies», l'étude révèle «qu’il existe une masse d’assignation minimale particulière qui conduit à un profil de densité intrinsèque des amas suivant parfaitement le modèle NFW, dont la densité dans les zones externes est inversement proportionnelle au cube (carré en projection sur le ciel) de la distance au centre».

En fin de compte, «cette grande étendue des amas de galaxies va changer la manière de construire des grands catalogues virtuels de galaxies par la méthode populaire, dite 'HOD', où partant d’une simulation dynamique de l’Univers, on place des galaxies dans chaque amas (conformément au modèle NFW)», car «au lieu de peupler les amas de galaxies jusqu'à 1 ou 2 rayons de viriel», il faudra le faire «jusqu'à 13 rayons de viriel». Cependant, il reste «à comprendre l’origine de la grande étendue des amas, ainsi que les fondements du modèle NFW».

Liens externes complémentaires (source Wikipedia)

* Modèle Navarro-Frenk-White (modèle NFW)

** Théorème du viriel