L’univers est rempli de champs magnétiques. Bien que l’univers soit électriquement neutre, les atomes peuvent être ionisés en noyaux chargés positivement et en électrons chargés négativement. Lorsque ces charges sont accélérées, elles créent des champs magnétiques. L’une des sources les plus courantes de champs magnétiques à grande échelle provient des collisions entre et dans le plasma interstellaire. C’est l’une des principales sources de champs magnétiques pour les champs magnétiques à l’échelle galactique.
Mais les champs magnétiques devraient également exister à des échelles encore plus grandes. À la plus grande échelle du cosmos, la matière est répartie dans une structure connue sous le nom de toile cosmique. De grands superamas de galaxies sont séparés par des vides stériles, comme des amas d’eau savonneuse parmi une vaste région de bulles de savon. De minces filaments de matière intergalactique s’étendent entre ces superamas, créant une toile cosmique de matière. Une grande partie de cette toile est ionisée, elle devrait donc créer des champs magnétiques intergalactiques vastes mais faibles. C’est du moins la théorie. Les astronomes n’ont pas pu observer ces champs magnétiques du web. Mais une nouvelle étude en a fait les premières détections.
Nous ne pouvons pas détecter directement des champs magnétiques situés à des milliards d’années-lumière. Au lieu de cela, nous les observons à travers leurs effets sur les particules chargées. Lorsque les électrons et autres particules spiralent le long des lignes de champ magnétique, ils émettent de la lumière radio. En cartographiant ce signal radio, les astronomes peuvent cartographier les champs magnétiques galactiques. Mais les filaments de la toile cosmique sont si diffus que la lumière radio qu’ils émettent est très faible. Trop faible pour être facilement détecté. Et comme les galaxies proches créent des signaux radio encore plus puissants, le signal Web peut être noyé par le bruit radio galactique.
Pour surmonter ce défi, l’équipe s’est concentrée sur la lumière radio polarisée. Ce sont des émissions radio qui ont une orientation spécifique. Étant donné que l’orientation est liée à l’orientation globale d’un filament, l’équipe pourrait plus facilement extraire ce signal du fond radio cosmique. Ils ont utilisé des données provenant de cartes radio de tout le ciel telles que le Global Magneto-Ionic Medium Survey, le Planck Legacy Archive, le Owens Valley Long Wavelength Array et le Murchison Widefield Array. En empilant ces données et en les comparant à des cartes du web comique, l’équipe a confirmé le signal radio polarisé émis par le web.
Ce résultat n’est pas seulement la première détection de champs magnétiques cosmiques, c’est aussi une preuve solide de l’existence d’ondes de choc de collision dans les filaments intergalactiques. Ces ondes de choc ont été observées dans des simulations informatiques de structures cosmiques, mais c’est la première preuve à l’appui de l’idée que ces caractéristiques de simulation sont exactes.
Référence: Vernström, Tessa, et al. “Chocs d’accrétion polarisés de la toile cosmique.” Avancées scientifiques 9.7 (2023) : eade7233.
