Âges cosmiques révélés : la danse galactique défie les idées reçues sur l’âge de l’univers

Patrick Lesggie

Galaxies tombant dans un groupe massif de galaxies. En entrant dans le groupe, ces galaxies présentent un décalage vers le bleu par rapport à la galaxie centrale. Crédit : Dr. Shihong Liao

Une étude utilisant les données de l’enquête Sloan Digital Sky Survey révèle que l’Univers pourrait être plus jeune qu’estimé, remettant en cause les modèles cosmologiques conventionnels en analysant les mouvements des galaxies satellites autour de groupes de galaxies massives.

Dans les modèles cosmologiques standard, la formation des structures cosmologiques commence par l’émergence de petites structures, qui fusionnent ensuite de manière hiérarchique, conduisant à la formation de systèmes plus importants. Au fur et à mesure que l’Univers vieillit, les groupes massifs de galaxies et les amas, étant les systèmes les plus importants, ont tendance à augmenter de masse et à atteindre un état plus dynamiquement relaxé.

Les mouvements des galaxies satellites autour de ces groupes et amas fournissent des indications précieuses sur leur état d’assemblage. Les observations de tels mouvements offrent des indices cruciaux sur l’âge de l’Univers.

En utilisant des données publiques de l’enquête Sloan Digital Sky Survey (SDSS), une équipe de recherche dirigée par le Prof. Qi Guo des Observatoires astronomiques nationaux de l’Académie chinoise des sciences (NAOC) a analysé la cinématique des paires de satellites autour de groupes massifs de galaxies. Les résultats de l’équipe suggèrent que l’Univers pourrait être plus jeune que ce que prévoit le modèle LCDM avec les paramètres cosmologiques de Planck.

Cette étude a été publiée dans Nature Astronomy le 22 janvier.

Accumulative Fraction of Correlated Pairs as a Function of Tolerance Angle

La fraction cumulée de paires corrélées en fonction de l’angle de tolérance. Crédit : Dr. Qing Gu

Les chercheurs ont étudié les mouvements de paires de satellites positionnées de part et d’autre de groupes massifs de galaxies en utilisant leurs décalages de vitesse par rapport à la galaxie centrale le long de la ligne de visée. Ils ont découvert un excès notable de paires présentant des décalages de vitesse corrélés par rapport à des paires affichant des décalages de vitesse anti-corrélés.

« L’excès de paires de satellites corrélés suggère la présence de galaxies satellites récemment accrétées ou en chute », a déclaré le Prof. Qi Guo, auteur correspondant de l’article.

Cet excès a également été trouvé dans des simulations cosmologiques à jour, mais l’importance de cet effet était considérablement plus faible que dans les observations. La divergence significative entre les observations et les simulations implique que les groupes massifs de galaxies sont plus jeunes dans l’univers réel.

« Puisque l’âge des groupes massifs de galaxies pourrait être étroitement lié à l’âge de l’Univers, ces découvertes suggèrent donc un Univers plus jeune que celui dérivé du fond diffus cosmologique (CMB) par la collaboration Planck », a déclaré le Dr. Qing Gu, premier auteur de l’article.

Ces résultats représentent un défi pour le modèle cosmologique actuel et peuvent fournir des indications précieuses sur le problème de tension de Hubble.

Référence : « A younger Universe implied by satellite pair correlations from SDSS observations of massive galaxy groups » de Qing Gu, Qi Guo, Marius Cautun, Shi Shao, Wenxiang Pei, Wenting Wang, Liang Gao et Jie Wang, 22 janvier 2024, Nature Astronomy.
DOI : 10.1038/s41550-023-02192-6