Le halo des galaxies : comment peser l'invisible express
Autour de chaque galaxie se trouve une enveloppe invisible de gaz chaud, comme la vapeur au-dessus d'une casserole d'eau bouillante. Ce gaz émet très peu de rayons X, ce qui le rend très difficile à mesurer. Pourtant, c'est en lui que se trouve la mémoire des explosions d'étoiles et de la croissance de la galaxie.
La nouvelle méthode utilise la lumière du centre brillant de la galaxie. Lorsque les rayons X traversent les couches externes du gaz, une partie est diffusée par les atomes d'oxygène, comme un faisceau de lampe de poche dans le brouillard. En comparant la luminosité du centre et celle de la lumière réfléchie par le brouillard, on peut estimer la quantité d'oxygène dans l'enveloppe, et à partir de là, la quantité totale de gaz.
La méthode a été testée sur le modèle informatique de galaxies TNG50. Il s'avère que pour la plupart des galaxies, elle donne une erreur de seulement 10 % — comme si vous pesiez un sac de pommes de terre et ne vous trompiez que d'un seul tubercule. Même lorsque les galaxies sont asymétriques ou que le gaz est en mouvement, la méthode fonctionne, à condition d'écarter les cas les plus inhabituels.
Ainsi, l'invisible devient mesurable : la lumière réfléchie par le gaz raconte ce qui est caché aux yeux.
L'enveloppe externe d'une galaxie peut contenir plus de matière ordinaire que la galaxie elle-même — comme un garde-manger invisible dont on ne connaît l'existence que grâce à la lumière réfléchie.