Un orchestre de centaines de galaxies joue une symphonie dans le domaine des rayons X, mais jusqu'à récemment nous n'entendions qu'un bourdonnement global. L'amas de la Chevelure de Bérénice, c'est environ un millier de galaxies plongées dans un nuage de gaz brûlant à cent millions de degrés. Ce gaz brille dans les rayons X, et son spectre renseigne sur ses mouvements. Le problème, c'est que les détecteurs ordinaires transformaient les fines raies d'émission en taches floues, et les « voix » individuelles des flux se fondaient en un chœur indistinct.
Le nouvel instrument, le microcalorimètre Resolve à bord du satellite japonais XRISM, fonctionne comme une oreille capable de distinguer chaque note dans un accord. Il mesure l'énergie de chaque photon avec une précision de 4,5 électronvolts pour une énergie de 6000 électronvolts. C'est comme percevoir une différence d'un demi-ton au milieu d'un orchestre. Lorsqu'on a pointé l'appareil vers le centre de l'amas, des pics distincts sont apparus dans la raie du fer : un pic principal, un deuxième légèrement décalé vers le rouge, et un troisième fortement décalé vers le bleu. Un décalage vers le bleu signifie que le gaz fonce vers nous à environ 1274 kilomètres par seconde.
Les astronomes ont mené une recherche à l'aveugle : ils ont décomposé le spectre en 51 composantes possibles avec un pas de 3 électronvolts et vérifié lesquelles n'étaient pas dues au hasard. Au centre, ils ont trouvé un flux fonçant vers nous à environ 1150 km/s, et dans la partie sud, un flux s'éloignant à 1250 km/s. Le plus intéressant, c'est que ces vitesses coïncident presque avec celles des groupes de galaxies visibles au télescope optique. Le gaz et les galaxies se déplacent donc ensemble, comme les musiciens d'une même section d'orchestre.
Maintenant que nous savons distinguer les voix séparées dans l'orchestre des rayons X, de nouvelles questions se posent. Comment l'énergie des fusions se transforme-t-elle précisément en chaleur et en turbulence ? Pourquoi le halo radio vit-il si longtemps ? Les prochaines observations de XRISM ajouteront de nouvelles voix à cette partition, et peut-être entendrons-nous enfin l'amas de la Chevelure de Bérénice répéter sa symphonie cosmique.
L'amas de la Chevelure de Bérénice contient environ 1000 galaxies, et son halo X s'étend sur des millions d'années-lumière. La température du gaz au cœur atteint 100 millions de kelvins, mais sa densité est si faible qu'une cuillère à café de cette matière pèserait moins d'un milliardième de gramme.
Dans le roman d'Isaac Asimov « Les Dieux eux-mêmes », il est question de transfert d'énergie entre univers parallèles, et dans la réalité les amas de galaxies transfèrent l'énergie de l'effondrement gravitationnel vers la turbulence et les champs magnétiques. L'idée que les mouvements d'un gaz invisible puissent se lire dans les fines raies d'un spectre fait écho aux méthodes des astrophysiciens du « Problème à trois corps » de Liu Cixin.