Les composants de l’Univers

Un amas de galaxies rassemble des centaines à des milliers de galaxies en interaction gravitationnelle et plongées dans un milieu intracluster composé de gaz chaud.

Caractéristiques générales:

• • Forme: Les amas de galaxies peuvent avoir des formes variées, allant des amas réguliers, où les galaxies sont distribuées de manière sphérique autour d’une galaxie centrale dominante, aux amas irréguliers, avec des distributions de galaxies plus chaotique.
  • Répartition des masses: La masse des amas de galaxies est répartie en environ 15 % de gaz chaud (le milieu intracluster) et 85 % de matière noire. Les galaxies elles-mêmes ne contribuent qu’à environ 10 % de la masse totale de l’amas. La masse importante des amas dévie la lumière des objets situés derrière eux, créant des effets de lentille gravitationnelle qui permettent d’étudier la distribution de la matière dans l’amas.
  • Densité: La densité numérique des galaxies dans un amas peut être de l’ordre de 10 à 100 galaxies par mégaparsec cube (Mpc³), alors que la densité moyenne de l’univers est beaucoup plus faible, de l’ordre de 0,1 galaxie par Mpc³.

Le milieu intracluster:

Le milieu intracluster est un gaz extrêmement chaud et diffus qui remplit l’espace entre les galaxies au sein des amas. Il est principalement composé d’hydrogène et d’hélium, les éléments les plus abondants dans l’univers, mais ceux-ci sont ionisés en raison des températures extrêmes. Il peut également contenir des éléments plus lourds enrichis par les puissants vents galactiques générés par les explosions de supernovae et les trous noirs supermassifs dans les galaxies actives. La température élevée est due à la chute du gaz dans le puits de potentiel gravitationnel profond de l’amas et aux chocs qui en résultent. Elle peut atteindre 10 à 100 millions de degrés Kelvin, ce qui rend ce milieu émetteur de rayons X. Ce rayonnement permet le détecter l’amas et d’étudier sa distribution à l’aide de télescopes spatiaux comme Chandra et XMM-Newton. Par ailleurs les galaxies actives au sein des amas émettent de puissants vents galactiques qui peuvent influencer le milieu intracluster.

• Exemples d’amas cosmiques:

Amas de la Vierge: C’est l’amas de galaxies le plus proche de nous, contenant environ 2000 galaxies. Notre propre Voie Lactée est attirée gravitationnellement vers cet amas. Cet amas contient notamment le Groupe Local, ensemble regroupant quelques dizaines de galaxies dont la Voie Lactée et Andromède.

Amas d’Hercule: Un autre amas important, situé à environ 250 millions d’années-lumière.

Amas d’Abell 2218: Célèbre pour son effet de lentille gravitationnelle, qui permet d’étudier des galaxies très lointaines.

Un superamas de galaxies est une vaste collection d’amas de galaxies, de groupes de galaxies et de matière intergalactique, liés gravitationnellement. C’est l’une des plus grandes structures connues dans l’univers observable.

Caractéristiques:

• • Taille: Les superamas sont les plus grandes structures cohérentes de l’univers observable. Ils peuvent s’étendre sur des centaines de millions d’années-lumière.
  • Forme: Les superamas ont souvent une forme filamentaire ou de mur, avec de vastes vides cosmiques entre eux.
  • Distribution de matière: La matière dans les superamas est distribuée de manière hétérogène, avec des concentrations élevées dans les amas et les groupes de galaxies, séparés par de vastes régions presque vides. Mais cette distribution n’est pas statique. Par exemple, les galaxies situées dans les filaments peuvent perdre du gaz en raison des interactions gravitationnelles et des vents galactiques. Ce gaz peut alors s’écouler vers les régions à plus haute densité, comme les amas de galaxies.

Exemples de surperamas:

• Superamas de la Vierge: Notre Groupe local (qui inclut la Voie lactée et Andromède) est situé à la périphérie de ce superamas. Celui-ci inclut notamment l’amas de la Vierge mentionné plus haut.
• Superamas de Persée-Poissons: Un des plus grands superamas connus, s’étendant sur des centaines de millions d’années-lumière.
• Grand Attracteur: Une région de l’espace où une concentration de masse extrêmement élevée attire de nombreux amas de galaxies, dont le nôtre.

La vidéo ci-contre « Le Grand Attracteur » (NatureVideo) illustre l’attraction des galaxies, dont la notre, vers ce superamas.