Des astronomes mesurent le vaste vide qui borde la Voie lactée

Notre galaxie est à la limite d’un vide si vaste qu’il est difficile à imaginer. Pour avoir une meilleure idée de sa forme et de sa taille, une équipe d’astronomes a cartographié les limites de ce vide extragalactique et elle a calculé l’influence gravitationnelle qu’il exerce sur la Voie lactée.

Image d’entête : une image 3D de la forme du Vide Local (Local Void). La Voie lactée se trouve au centre des bras XYZ (R. Brent Tully)

Tout comme la Terre gravite autour du Soleil et le Soleil gravite autour du centre de la Voie lactée, notre galaxie natale est elle-même propulsée à grande vitesse à travers le cosmos. En fait, elle semble se déplacer beaucoup plus vite qu’elle ne le devrait, ne serait-ce que sous l’influence de l’expansion de l’univers. La Voie lactée, ainsi que des voisines proches comme Andromède et une foule de galaxies plus petites, a été chronométrée à environ 2 millions de km/h.

Cet écart pourrait s’expliquer par la répartition de la masse sur des échelles gigantesques. Les galaxies ne sont pas uniformément réparties dans le cosmos, elles ont tendance à se regrouper en amas galactiques, reliés par de minces brins de matière comme une toile d’araignée. Cela laisse de grandes sections de l’espace relativement vides, et comme les astronomes l’ont découvert en 1987, la Voie lactée est juste à la limite de l’une d’elles.

Une fine tranche à travers la structure cosmique à grande échelle dans la plus grande simulation du projet IllustrisTNG. La région affichée s’étend sur environ 1,2 milliard d’années-lumière de gauche à droite. La simulation sous-jacente est actuellement la plus grande simulation magnéto-hydrodynamique de la formation des galaxies. (collaboration IllustrisTNG)

Ce Vide local (Local Void), comme on l’appelle, a été estimé à entre 146 et près d’un milliard d’années-lumière de large, ce qui est incroyablement vide. Et il semble qu’il soit de plus en plus gros. Il y a quelques années, les astronomes ont découvert qu’une zone de très faible densité, appelée répulseur du dipôle, repoussait la Voie lactée et d’autres galaxies de la Feuille locale, un amas de galaxies presque plat qui constitue une paroi du vide.

Mais le Vide local est difficile à étudier, surtout parce que c’est une région où rien ne se cache derrière l’énorme concentration d’étoiles et de matière au centre de la Voie lactée. Pour la nouvelle étude, l’équipe a mesuré les mouvements de 18 000 galaxies détaillées dans un ensemble de données appelé Cosmicflows-3. En l’utilisant, les chercheurs ont construit une carte cosmographique en 3D et ils ont découvert que les parois du Vide local sont devenues très nettes.

L’équipe a également utilisé ces informations pour calculer l’influence que le Vide local exerce sur notre galaxie. Après avoir pris en compte les vitesses attendues à mesure que l’univers s’étend, les chercheurs ont découvert qu’environ la moitié du mouvement de notre amas galactique est créé  » localement « , alors que l’amas de la Vierge nous attire vers lui et que le Vide local nous repousse.

On a aussi fait valoir que les régions vides comme le Vide local et le répulseur du dipôle ne repoussent pas activement la matière. Au contraire, les zones de haute densité attirent naturellement plus de matière vers elles, ce qui agrandit les vides et donne donc l’impression qu’ils repoussent la matière.

L’équipe détaille la forme et la structure du Vide Local avec des modèles 3D dans la vidéo ci-dessous.

Visualisation 3D interactive du vide local.

La nouvelle recherche a été publiée dans l’Astrophysical Journal : Cosmicflows-3: Cosmography of the Local Void et présentée sur le site de l’université d’Hawaii : Astronomers map vast void in our cosmic neighborhood.