• Cosmologie: un nouveau calcul, donnant la masse des amas de galaxies 70% supérieure à la valeur attendue, suggère que le modèle cosmologique standard doit être révisé!____¤201510

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «X-ray galaxy clusters abundance and mass temperature scaling» ont été publiés dans la revue Astronomy and Astrophysics, a abouti, en cherchant à réconcilier le modèle standard de la cosmologie avec la quantité d'amas de galaxies observés en rayon X, à la conclusion que les masses des amas de galaxies devraient être 70% supérieures aux estimations actuelles.

     

    Rappelons tout d'abord que les amas de galaxies («les plus grandes structures qui se soient effondrées sur elles-mêmes sous l’action de la gravité»), sont «une précieuse source d'information sur notre Univers et son histoire, notamment par des mesures de leur abondance (le nombre d’amas par unité de volume)», car «cette abondance résulte du nombre de structures qui ont eu le temps de se former par l’effondrement des fluctuations de matière dont l'origine se trouve dans l'Univers primordial».

     

    Ces amas peuvent être observés de plusieurs façons, en particulier, en employant la technique «de l’imagerie et de la spectroscopie en rayons X qui révèlent la présence et les propriétés d’un gaz chaud à une température de plusieurs dizaines de millions de degrés» et, aussi, en mesurant, dans le domaine millimétrique et submillimétrique, «l’empreinte que ce gaz chaud laisse dans le rayonnement du fond diffus cosmologique: c'est l’effet Sunyaev-Zeldovich ('effet SZ')».

     

    Le fond diffus cosmologique (FDC), «cette 'première image' de l'Univers», observé et analysé par le satellite Planck, qui porte la trace des fluctuations primordiales, «a fortement consolidé les fondements du modèle cosmologique standard» qui repose sur «une constante cosmologique (ou énergie noire) représentant environ 70% de la densité de l'Univers», sur «une composante de matière sombre froide en représentant 25%» et sur une composante de 5% formée d'atomes qui est le «seul contenu directement accessible aux observations des astronomes».

     

    Comme «en connaissant l’amplitude des fluctuations primordiales (grâce au FDC), l'abondance d’amas de galaxies peut alors être prédite et comparée aux observations, et ainsi contraindre des modèles d'Univers», du fait que le satellite Planck a «observé l’abondance des amas grâce à leur empreinte par effet SZ dans le FDC», une étude comparative publiée en 2013 a montré que, compte tenu des estimations de masses obtenues par le passé, basées sur l’application de l’équation de l’équilibre hydrostatique du gaz au sein des amas, la quantité d'amas observés est 3 à 4 fois plus faible que les valeurs attendues». Ce résultat implique que si l'on veut «réconcilier ces abondances avec le modèle standard, les masses des amas devraient être nettement supérieures, d’environ 70%, aux estimations antérieures basées sur les observations en rayon X».

     

    En vue d'éclaircir ce mystère, l'étude ici présentée a abordé cette question avec une nouvelle approche: tout d'abord, les données «qui permettent de déterminer l’abondance des amas (locaux/proches) détectés par leur émission en rayon X» ont été reprises, puis, «les masses que ces amas devraient avoir pour être en accord avec le modèle 'ΛCDM' tel qu'il nous apparaît à travers les fluctuations du fond cosmologique mesurées par Planck» ont été évaluées.

     

    Il est ainsi apparu de nouveau que «les masses des amas doivent être supérieures aux estimations antérieures d'environ 70%» en cohérence avec les conclusions tirées de l’échantillon 'SZ' de Planck, ce qui semble suggérer «que le modèle cosmologique standard doit être révisé par exemple en invoquant l’existence de neutrinos massifs».

     

     


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