L'EPFL contribue à une carte très précise de la matière noire

« Il s'agit de la plus grande carte de la matière noire que nous ayons réalisée avec Webb, et elle est deux fois plus précise que toutes les cartes de la matière noire réalisées par d'autres observatoires », explique Diana Scognamiglio, auteure principale de l'article et astrophysicienne au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en Californie du Sud. « Auparavant, nous observions une image floue de la matière noire. Désormais, grâce à l'incroyable résolution de Webb, nous voyons l'échafaudage invisible de l'univers avec un niveau de détail époustouflant. »

Le Dr David Harvey, du Laboratoire d'astrophysique de l'EPFL, a mesuré la forme des 250 000 galaxies, en testant leur systématique, ce qui a permis de créer le catalogue à partir duquel la carte de masse a pu être générée.

« Au cœur de ces incroyables cartes de masse se trouve l'effet de lentille gravitationnelle, c'est-à-dire la faible distorsion des images des galaxies lorsque la matière noire courbe leur lumière alors qu'elle traverse l'univers pour nous parvenir sur Terre », explique-t-il. « Pour mesurer cet effet, nous devons modéliser avec soin les formes de galaxies très petites et très lointaines, ce qui implique de comprendre en détail le télescope et la manière dont les imperfections de James Webb peuvent se refléter sur les images des galaxies. »

La nouvelle carte montre que la matière noire et la matière ordinaire sont étroitement alignées à travers les amas de galaxies et les filaments qui les relient, y compris des structures qui étaient auparavant trop faibles ou trop éloignées pour être détectées. Ces caractéristiques sont visibles grâce à la capacité de Webb à résoudre des galaxies extrêmement faibles et à fort décalage vers le rouge, offrant ainsi aux scientifiques une fenêtre sur la toile cosmique telle qu'elle apparaissait lorsque l'Univers n'avait que quelques milliards d'années.

« Les cartes de masse comme celle-ci sont un excellent moyen de visualiser la distribution de toute la matière dans l'Univers, en fait la façon dont nous verrions le ciel si nous avions accès à des lunettes de matière noire », explique Harvey. « Ce qui est vraiment étonnant, c'est la distance à laquelle nous pouvons voir. James Webb nous permet d'accéder à une époque de l'Univers que beaucoup pensaient inaccessible avec ce type de techniques. Cela montre vraiment la puissance du télescope James Webb pour mener à bien des recherches scientifiques incroyables. De plus, ce travail n'est que la partie émergée de l'iceberg, car de nombreuses autres études passionnantes sont à venir grâce à cet incroyable ensemble de données. »

L'équipe EPFL prévoit désormais d'étendre ces travaux à de futures études, notamment la mission Euclid de l'ESA et le télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA.

Lire le communiqué de presse officiel de la NASA (en anglais)