Où se cachent les atomes perdus de l'Univers express
Un comptable a passé en revue toutes les usines, les entrepôts et les magasins, mais le bilan ne colle pas : la moitié de la marchandise s'est comme volatilisée. C'est à peu près ce que vivent les astronomes depuis des décennies en cherchant la matière ordinaire dans l'Univers actuel. Étoiles, gaz dans les galaxies, plasma dans les amas : tout cela ne représente qu'une fraction de ce qui devrait exister d'après les époques primordiales.
On pensait que la disparition se cachait dans la poussière cosmique — un réseau de filaments de gaz extrêmement ténus reliant les galaxies. Mais ce gaz est trop chaud (quelques millions de degrés) et trop diffus pour briller dans les télescopes ordinaires. Les auteurs de la nouvelle étude ont eu une idée astucieuse : combiner deux signaux complètement différents. Le premier, ce sont les sursauts radio rapides (FRB), de brèves impulsions qui traversent tout le cosmos et sont légèrement retardées si des électrons se trouvent sur leur chemin. Le second, c'est une carte de l'émission thermique du ciel entier, réalisée par le satellite Planck grâce à l'effet Sunyaev-Zeldovich : le gaz chaud réchauffe un tantinet le rayonnement fossile, y laissant des « ombres ».
Les chercheurs ont pris le catalogue des sursauts radio du télescope CHIME et l'ont superposé à la carte thermique de Planck. Pour exclure les amas de galaxies massifs, où le gaz est déjà abondant, ils les ont soigneusement retirés, comme avec un pochoir. Le signal restant a montré une corrélation nette : là où la carte est légèrement plus chaude, les sursauts radio sont davantage retardés. La probabilité d'une coïncidence fortuite est inférieure à trois dixièmes de pour cent. C'est la première indication directe que le gaz diffus dans la toile existe bien et représente environ 48 % de tous les baryons de l'Univers local.
Ainsi, l'énigme comptable est résolue. Les atomes manquants n'ont pas disparu : ils sont simplement trop transparents et trop chauds pour être repérés individuellement. Mais lorsque des sursauts radio les traversent et que l'on superpose une carte thermique, l'invisible devient visible.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2608.09014v1
Traditional astronomical censuses in the late-time Universe can only account for a fraction of the baryonic matter budget. Hydrodynamical simulations predict that the missing baryons reside in the vast filamentary structures of the cosmic web as a highly diffuse, warm-hot intergalactic medium (WHIM). Observing the WHIM directly has remained a long-standing challenge due to its typical temperature. In this study, we report the first detection of spatial cross-correlations between the dispersion measures (DMs) of fast radio bursts (FRBs) from the second CHIME/FRB catalog and the thermal Sunyaev-Zel'dovich (tSZ) Compton-$$y$$ map from the Planck satellite. By masking virialized galaxy clusters to isolate the diffuse signal, we find a positive correlation with a probability $$>99.77\%$$ between FRBs and tSZ maps. Our joint parameter inference constrains the fraction of cosmic baryons in the WHIM to be $$f_{\rm WHIM}=0.48$$ with a $$68\%$$ confidence interval of $$0.27
Les sursauts radio rapides ne durent que quelques millisecondes, mais pendant ce temps, ils libèrent autant d'énergie que le Soleil en plusieurs jours.
Dans le roman « Contact » de Carl Sagan, l'héroïne voyage à travers un réseau de trous de ver rappelant la toile cosmique — sauf qu'en réalité, celle-ci est remplie de gaz chaud invisible.