Amas de galaxies et structure à grande échelle
Les galaxies ne sont pas dispersées au hasard, mais organisées en groupes, amas, filaments et vides qui, ensemble, forment la toile cosmique, les plus grandes structures de l'univers.
Definition
La structure à grande échelle est l'organisation de la matière dans l'univers en un réseau d'amas de galaxies, de filaments, de feuillets et de vides ; les amas de galaxies sont les plus grands systèmes liés gravitationnellement, contenant des centaines à des milliers de galaxies noyées dans du gaz chaud et de la matière noire.
Scope
Ce domaine couvre les groupes et amas de galaxies en tant que systèmes liés les plus massifs, le gaz intracluster chaud qui domine leur masse visible, la toile cosmique de filaments et de vides tracée par le regroupement des galaxies, et les manières dont l'environnement dense des amas transforme les galaxies qu'ils contiennent.
Sub-topics
Core questions
- Comment les galaxies sont-elles organisées en groupes, amas et en toile cosmique ?
- Quelle est la composition et le bilan de masse des amas de galaxies ?
- Comment la distribution à grande échelle des galaxies trace-t-elle la matière sous-jacente ?
- Comment l'environnement transforme-t-il les galaxies au sein des structures denses ?
Key theories
- Les amas en tant que systèmes dominés par la matière noire
- La mesure par Zwicky des mouvements des galaxies dans l'amas de la Chevelure de Bérénice (Coma) a impliqué une masse bien plus importante que celle fournie par les galaxies visibles, une indication précoce de la matière noire que les amas continuent de contraindre aujourd'hui.
- Croissance hiérarchique des amas
- Les amas se forment aux nœuds de la toile cosmique par la fusion et l'accrétion de groupes plus petits le long des filaments, l'aboutissement de la formation hiérarchique des structures.
- Le regroupement (clustering) comme sonde cosmologique
- Le regroupement statistique des galaxies, décrit par des fonctions de corrélation, encode la croissance des structures et les paramètres cosmologiques, tel que développé par Peebles.
Clinical relevance
Les amas de galaxies et la structure à grande échelle constituent de puissants laboratoires cosmologiques : leur abondance et leur croissance contraignent la matière noire et l'énergie noire, leur lentille gravitationnelle permet de peser la masse invisible, et la toile cosmique est l'arène dans laquelle les galaxies se forment et évoluent.
History
L'étude de Zwicky en 1937 sur l'amas de la Chevelure de Bérénice (Coma) a révélé pour la première fois une masse manquante dans les amas. Abell a catalogué les amas dans les années 1950, et les relevés de décalage vers le rouge (redshift surveys) à partir des années 1980, ainsi que les travaux théoriques de Peebles et d'autres, ont cartographié la toile cosmique et ont fait de la structure à grande échelle un outil cosmologique de précision.
Key figures
- Fritz Zwicky
- P. James E. Peebles
- George Abell
- Margaret Geller
Related topics
Seminal works
- zwicky1937
- peebles1980
- kravtsov2012
Frequently asked questions
- Qu'est-ce que la toile cosmique ?
- La toile cosmique est le motif à grande échelle selon lequel les galaxies et la matière noire sont agencées : des amas denses connectés par des filaments, séparés par de vastes vides presque entièrement vides. C'est l'empreinte de la manière dont la gravité a amplifié de minuscules variations de densité initiales.
- Qu'est-ce qui maintient un amas de galaxies uni ?
- La gravité lie un amas, mais les galaxies visibles ne fournissent qu'une petite partie de la masse nécessaire. La majeure partie de la masse est constituée de matière noire, le gaz intracluster chaud contribuant à une masse visible plus importante que les galaxies elles-mêmes.