Dernière mise à jour : 21 septembre 2013

Coma ou Chevelure de Bérénice : Le Colosse Cosmique

Amas de galaxies

Les amas de galaxies sont les plus grandes structures observables de notre Univers. Ils sont constitués de centaines de galaxies, liées ensemble par leurs propres attractions gravitationnelles.

Entre les galaxies il y a beaucoup de matière, beaucoup plus de matière que dans les galaxies elles mêmes, cette matière est constituée de gaz plus ou moins chaud, et de grains de poussières. Le gaz chaud dont la température peut atteindre 100 millions de degrés, forme un plasma, c'est-à-dire une soupe de matière où les électrons sont séparés des noyaux. Dans cette soupe de faible densité, 1000 particules par mètre cube, il n'y a que des particules chargées, en d'autres termes des ions et des électrons séparés. Ce plasma est un fort émetteur de rayons X.

Les observations des vitesses des galaxies et du gaz intracluster montrent que la masse visible (étoiles, gaz) ne suffit pas à expliquer les forces gravitationnelles observées. La majorité de la masse de l'amas est donc attribuée à la matière noire.

L'amas de Coma

L'amas de Coma est un amas de galaxies. Il est sphérique, très dense en son centre, et contient plus de 1000 galaxies identifiées. Il se situe à 300 millions d'années-lumière avec l'amas Virgo dans la constellation de la Vierge.
Ces énormes bras de gaz chaud que l'on voit dans l'amas de galaxies Coma couvrent au moins un demi-million d'années-lumière. Ce champ de vision nous donne un aperçu de la façon dont l'amas de Coma a grossi et continue à grossir grâce à des fusions de petits groupes d'amas de galaxies. C'est actuellement l'une des plus grandes structures de l'Univers maintenues ensemble par la gravité. Les données optiques de cette image composite montre des centaines de galaxies appartenant à l'amas de Coma.

Toutes ces galaxies assemblées représentent peu de masse par rapport à l'ensemble de la structure cosmique gazeuse. Elles contiennent seulement environ un sixième de la masse de gaz chaud. De plus sur cette image traitée grâce aux données de Chandra, nous ne voyons que les plus brillantes émissions de rayons X. En réalité le gaz chaud remplit totalement le champ de vue.

Les chercheurs pensent que ces gigantesques bras se sont probablement formés avec le gaz perdu par les amas de galaxies dans leur déplacement. Le gaz a été arraché par les "vents" créés par le mouvement de la grappe de galaxies. On peut voir sur l'image agrandie des galaxies trainant derrière elles, un nuage de gaz chaud (en rose).

Coma est un amas de galaxies inhabituel, car il ne contient pas une, mais deux galaxies elliptiques géantes près de son centre. Ces deux galaxies elliptiques géantes sont probablement le résultat de fusion dans le passé de petits groupes de galaxies. La plupart des modèles théoriques prévoient que les fusions entre groupes comme ceux de Coma produisent une forte turbulence, comme sur la surface de la mer brassée par le passage de nombreux navires. L'observation de l'amas de Coma montre que ces longs bras de gaz chaud à la forme lisse se situent dans un cadre plutôt calme, même après de nombreuses fusions. Bien que la quantité de turbulence dans un amas de galaxies est difficile à estimer, les astrophysiciens pensent que ce sont les champs magnétiques à grande échelle qui sont probablement responsables du peu de turbulences présentes dans Coma.

La dynamique des galaxies au sein de l'amas de Coma est dominée par la gravité de la matière noire. La vitesse des galaxies peut atteindre plusieurs centaines de kilomètres par seconde, indiquant une masse totale de l'amas d'environ 10¹⁵ masses solaires.

Ces données sur l'amas de Coma ont été obtenues après plus de six jours de temps d'observation. Un article sur les observations de Chandra est paru dans la revue Science du 20 Septembre 2013. Le principal auteur de l'article est Jeremy Sanders, de l'Institut de physique extraterrestre Max Planck de Garching, en Allemagne.