Amas de galaxies El Gordo

Description de l'image : Cette mosaïque de Hubble montre l'amas appelé El Gordo (le gros, en espagnol). L'amas contient plusieurs centaines de galaxies mais sur cette image il y en a beaucoup plus car certaines sont vues déformées plusieurs fois par les lentilles gravitationnelles. Elles s'étalent en cercle mais ne sont que des vues multiples d’une seule et même galaxie. Crédit : NASA, ESA, and J. Jee (University of California, Davis).

El Gordo

L'amas de galaxies El Gordo, officiellement désigné ACT-CL J0102-4915, est l'un des amas de galaxies les plus massifs et les plus énergétiques observés dans l'univers. Situé à environ 7 milliards d'années-lumière, cet amas a été découvert en 2012 par une équipe internationale de scientifiques utilisant le télescope Atacama Cosmology Telescope (ACT) au Chili. Son nom, "El Gordo", qui signifie "le gros" en espagnol, reflète sa taille imposante et son immense masse, estimée à environ 3×10¹⁵ masses solaires. La taille d'El Gordo est impressionnante, avec un diamètre d'environ 3 millions d'années-lumière.

El Gordo est constituée de milliers de galaxies, de gaz chaud et de matière noire (observé par rayons X). Environ 85% de la masse de l'amas est sous forme de matière noire, une forme hypothétique de matière qui n'interagit pas avec la lumière, mais dont la présence est déduite par ses effets gravitationnels.

Les observations en rayons X, effectuées par le télescope spatial Chandra, révèlent que le gaz chaud dans El Gordo a une température moyenne d'environ 14 keV (soit environ 160 millions de degrés Kelvin). Cette température élevée est indicative de la dynamique violente de l'amas, souvent attribuée à une collision entre deux amas plus petits.
L'une des principales méthodes utilisées pour étudier El Gordo est l'effet Sunyaev-Zel'dovich (SZ). Cet effet se produit lorsque le rayonnement du fond diffus cosmologique (CMB) interagit avec le gaz chaud de l'amas, décalant l'énergie des photons du CMB. Cette interaction permet de détecter l'amas et de mesurer certaines de ses propriétés, comme la pression du gaz chaud.

El Gordo, une lentille gravitationnelle

El Gordo agit également comme une lentille gravitationnelle, courbant la lumière des objets situés derrière lui. En observant les déformations des images des galaxies d'arrière-plan, les astronomes peuvent cartographier la distribution de masse dans l'amas, incluant la matière noire. Cette technique a été utilisée pour confirmer la masse immense d'El Gordo et pour étudier sa structure interne.

Les observations en rayons X sont essentielles pour étudier le gaz chaud dans les amas de galaxies. Les données du télescope spatial Chandra ont permis de mesurer la température, la densité et la distribution du gaz chaud dans El Gordo, fournissant des indices sur l'histoire dynamique de l'amas et les processus de fusion en cours.

L'étude d'El Gordo fournissent des tests importants pour les modèles cosmologiques. La masse et la taille extrêmes de l'amas, ainsi que son existence à une époque relativement précoce de l'univers, défient certaines prédictions des modèles standards de formation des structures. Les cosmologistes utilisent des amas comme El Gordo pour affiner les paramètres du modèle cosmologique standard, incluant la densité de matière noire et la nature de l'énergie noire.