Laniakea : aux confins de notre superamas

Cartographier l’Univers local n’est pas aisé. Une équipe d’astronomes vient de proposer une méthode pour déterminer les frontières de notre superamas de galaxies.

Cette figure montre une coupe du superamas Laniakea et des superamas voisins (Shapley, Coma, Perseus-Pisces). Les lignes blanches sont les trajectoires des galaxies. Ces informations ont permis de calculer les contours (ligne orange) de Laniakea. Le point noir au centre de l'image indique la position de la Voie lactée.

Galaxies, amas de galaxies, superamas,… Aux plus grandes échelles, l’Univers donne l’image d’un réseau bien structuré où la matière se concentre dans certaines régions entourées de grands espaces vides. Cependant, les superamas sont très mal définis. Quelles sont leurs frontières, où commence l’un et où s’arrête l’autre ? Brent Tully, de l’Université de Hawaï, Hélène Courtois, de l’Université Claude Bernard à Lyon et du CNRS, Daniel Pomarède, du CEA à Saclay, et Yehuda Hoffman, de l’Université hébraïque de Jérusalem, ont mis au point une nouvelle méthode pour trouver les contours du superamas de galaxies auquel appartient la Voie lactée. Ils s’inspirent de concepts utilisés en hydrologie.

Un bassin versant est défini comme une région où toutes les eaux de pluie convergent vers une seule voie de sortie. Il est délimité par des lignes de partage naturelles – telles des lignes de crête –, qui ne peuvent être franchies par l’eau. Ce concept a été repris par les astronomes pour définir les superamas. Ils ont utilisé un catalogue de 8 000 galaxies dont on connaît la position et la vitesse propre (c’est-à-dire en soustrayant l’effet de l’expansion de l’Univers). En cartographiant ces objets et en extrapolant leur trajectoire par des méthodes mathématiques, ils ont regroupé toutes les galaxies qui convergent vers la même région suivant les lois de la gravité. Ainsi, deux galaxies proches peuvent appartenir à deux superamas différents parce que leurs trajectoires divergent. Ce point souligne la difficulté qu’il y avait à définir les superamas uniquement à partir de la position des galaxies.

B. Tully et ses collègues ont calculé en trois dimensions les trajectoires des galaxies et ont ainsi découvert les contours de notre superamas. La Voie lactée se retrouve en périphérie de cette structure de 500 millions d’années-lumière de diamètre et contenant une masse d’environ 1017 masses solaires. Ce superamas englobe plusieurs ensembles qui avaient déjà été identifiés par les astronomes comme ce qui était considéré jusqu’alors comme le superamas local, dit de la Vierge, qui ne représente que un pour cent de la masse totale. Le nouveau superamas a été nommé Laniakea par les auteurs, en s’inspirant des mots hawaïen lani, qui signifie ciel, et akea, qui veut dire immense.

Cette étude clarifie aussi la question du Grand Attracteur, cette région vers laquelle semblent se diriger l’amas Local, celui de la Vierge et d’autres. Pour l’expliquer, il fallait que cette zone renferme une très grande quantité de matière. Or les observations donnaient des valeurs dix fois inférieures à ce qui était attendu. Dans l’approche de B. Tully, le Grand Attracteur est proche du centre de Laniakea. Cependant, pour comprendre la dynamique globale du superamas et la formation de ces structures cosmiques, il faudrait poursuivre l’étude sur de plus grandes échelles. Cette étude est difficile car la mesure des vitesses propres est marquée par des incertitudes qui augmentent avec la distance des galaxies. Il faudra attendre les résultats des observations en cours et la mise en place de catalogues plus complets pour explorer l’Univers au-delà des frontières de Laniakea.


Source : Pour la science

Publié sur Mouvement cosmique

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