D'un communiqué de presse NRAO:
L'énergie noire est l'étiquette que les scientifiques ont donnée à ce qui provoque l'expansion de l'Univers à un rythme accéléré et qui représenterait près des trois quarts de la masse et de l'énergie de l'Univers. Les physiciens ont avancé des théories concurrentes pour expliquer l'accélération, et croient que la meilleure façon de tester ces théories est de mesurer précisément les structures cosmiques à grande échelle. Une nouvelle technique développée pour le télescope Robert C. Byrd Green Bank (GBT) a donné aux astronomes une nouvelle façon de cartographier de grandes structures cosmiques telles que l'énergie sombre.
On pense que les ondes sonores dans la soupe matière-énergie de l'Univers extrêmement ancien ont laissé des empreintes détectables sur la distribution à grande échelle des galaxies dans l'Univers. Les chercheurs ont développé un moyen de mesurer ces empreintes en observant l'émission radioélectrique d'hydrogène gazeux. Leur technique, appelée cartographie d'intensité, lorsqu'elle est appliquée à de plus grandes zones de l'Univers, pourrait révéler comment une telle structure à grande échelle a changé au cours des derniers milliards d'années, donnant un aperçu de la théorie de l'énergie sombre la plus précise.
«Notre projet a cartographié l'hydrogène gazeux à des distances cosmiques plus grandes que jamais, et montre que les techniques que nous avons développées peuvent être utilisées pour cartographier d'énormes volumes de l'Univers en trois dimensions et pour tester les théories concurrentes de l'énergie sombre», a déclaré Tzu-Ching Chang. , de l'Academia Sinica de Taïwan et de l'Université de Toronto.
Pour obtenir leurs résultats, les chercheurs ont utilisé le GBT pour étudier une région du ciel qui avait auparavant été étudiée en détail en lumière visible par le télescope Keck II à Hawaï. Cette étude optique a utilisé la spectroscopie pour cartographier les emplacements de milliers de galaxies en trois dimensions. Avec le GBT, au lieu de chercher de l'hydrogène gazeux dans ces galaxies individuelles et éloignées - un défi de taille au-delà des capacités techniques des instruments actuels - l'équipe a utilisé sa technique de cartographie d'intensité pour accumuler les ondes radio émises par l'hydrogène gazeux dans de grands volumes de espace comprenant de nombreuses galaxies.
«Depuis le début du XXe siècle, les astronomes ont retracé l'expansion de l'Univers en observant les galaxies. Notre nouvelle technique nous permet de sauter l'étape de détection des galaxies et de collecter les émissions radio d'un millier de galaxies à la fois, ainsi que tout le matériel faiblement brillant entre elles », a déclaré Jeffrey Peterson, de Carnegie Mellon University.
Les astronomes ont également développé de nouvelles techniques qui ont éliminé à la fois les interférences radio et les émissions radio provoquées par l'homme causées par des sources astronomiques plus proches, ne laissant que les ondes radio extrêmement faibles provenant du gaz d'hydrogène très éloigné. Le résultat a été une carte d'une partie du «réseau cosmique» qui correspondait parfaitement à la structure montrée par l'étude optique antérieure. L'équipe a d'abord proposé sa technique de cartographie d'intensité en 2008, et ses observations GBT ont été le premier test de l'idée.
«Ces observations ont détecté plus d'hydrogène gazeux que tout l'hydrogène précédemment détecté dans l'Univers, et à des distances dix fois plus élevées que tout hydrogène émettant des ondes radio vu auparavant», a déclaré Ue-Li Pen de l'Université de Toronto.
"Il s'agit d'une démonstration d'une technique importante qui est très prometteuse pour de futures études sur l'évolution de la structure à grande échelle dans l'Univers", a déclaré Chris Carilli, scientifique en chef de l'Observatoire national de radioastronomie, Chris Carilli, qui ne faisait pas partie de l'équipe de recherche.
En plus de Chang, Peterson et Pen, l'équipe de recherche comprenait Kevin Bandura de l'Université Carnegie Mellon. Les scientifiques ont rendu compte de leurs travaux dans le numéro du 22 juillet de la revue scientifique Nature.
