Une étude, dont les résultats intitulés «Observations of the missing baryons in the warm–hot intergalactic medium» sont publiés dans la revue Nature et disponibles en pdf, conforte l'idée qu'une partie des protons et des neutrons présents lors du Big Bang, qui manquaient à l'appel selon la théorie de la nucléosynthèse primordiale et les observations, se trouvent cachés sous forme de noyaux légers, très chauds mais très peu lumineux, dans des filaments de matière, entre les amas de galaxies.

Rappelons tout d'abord que la théorie de la nucléosynthèse primordiale, qui «est un des piliers de la théorie du Big Bang» fournit «les rapports d'abondance de l'hélium et de l'hydrogène dans les étoiles, en moyenne». Comme «l'estimation des abondances de deutérium dans les galaxies est sensible à la densité de matière baryonique dans le cosmos observable», elle «est, elle aussi, un sous-produit de cette nucléosynthèse».

Cependant, «lorsque l'on fait le bilan des protons (et des neutrons) qui sont présents dans les étoiles des galaxies, la matière du milieu interstellaire, et même celle formant le gaz chaud intergalactique qui rayonne en rayons X, le compte n'y est pas». Cette évaluation constitue «l'énigme de la matière baryonique manquante», qui «ne doit pas être confondue avec celle de la matière noire ou encore celle de l'antimatière cosmologique manquante».

Alors qu'environ «30 % de la matière baryonique manque à l'appel (10 % se trouve dans les galaxies et 60 % dans les amas de galaxies, entre celles-ci)», on pense «savoir depuis quelque temps déjà où se trouvent ces baryons» comme en témoignent les observations «de plus en plus convaincantes et précises» réalisées ces dernières années.

L'étude ici présentée comme les études avant elle «a utilisé les observations dans le domaine des rayons X fournies par le télescope en orbite XMM Newton, de l'ESA, pour mettre indirectement en présence, entre les amas, des filaments de matière baryonique chaude portée à environ un million de degrés».

Le télescope XMM Newton a été pointé «en direction de la source 1ES 1553, distante de plus de 7 milliards d'années-lumière de la Voie lactée» (*). Cette source «est un objet BL Lacertae, c'est-à-dire un type de galaxies actives possédant un quasar, un noyau actif nommé d'après l'objet typique BL Lacertae (le noyau actif d'une galaxie située dans la direction de la constellation boréale du Lézard et découvert en 1929)» (**).

La lumière de 1ES 1553 (PG 1553+113) a produit des raies d'absorption, «en traversant des filaments de matière entre les galaxies et les amas de galaxies», en raison de l'interaction «avec la matière des amas, en l'occurrence des atomes d'oxygène ionisés». Ces atomes, «bien que n'étant pas les constituants principaux de ces filaments», ont permis de signaler «indirectement la présence des baryons manquants» et, surtout, «d'évaluer leur quantité présente».

Cette étude, dont la conclusion «est en bon accord avec les modèles prédisant que ces baryons sont bien dans ce genre de filaments», renforce «la conviction des astrophysiciens pensant que l'énigme des protons manquants du Big Bang est résolue».

Lien externe complémentaire (source Simbad)

(*) PG 1553+113 (1ES 1553)

Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

(**) Objet BL Lacertae