L'étonnante découverte de Quipu, la plus grande structure connue de l'univers

Il s'agit d'une superstructure contenant des galaxies regroupées en amas et en grappes d'amas.

Il s'agit potentiellement du plus grand objet connu dans l'univers, avec une longueur de 13 milliards d'années-lumière et une masse de 200 quadrillions (200 avec 24 zéros) d'étoiles, selon les scientifiques.

La structure massive a été baptisée Quipu, d'après un système inca de comptage et de stockage des nombres à l'aide de nœuds dans des cordes.

Et tout comme une corde dans le système inca, Quipu est un objet complexe : il est composé d'un long filament et de multiples filaments latéraux.

Quipu pourrait désormais supplanter d'autres superamas qui détenaient le record du plus grand objet de l'univers connu.

Cette découverte figure dans une étude préliminaire publiée sur le site web arXiv (l'étude n'a pas encore été publiée dans une revue à comité de lecture, mais les chercheurs ont indiqué qu'elle avait été acceptée par la revue Astronomy and Astrophysics).

Matière connectée

L'univers semble être organisé en énormes masses de matière interconnectées.

Les planètes sont regroupées dans un système solaire, qui fait lui-même partie d'une galaxie.

Les galaxies se rejoignent pour former des amas, qui à leur tour se regroupent en superamas et même en amas de superamas.

Les astronomes pensent que cette progression devrait se poursuivre, mais l'observation du cosmos est actuellement limitée par les instruments disponibles.

Les superstructures qui ont été identifiées sont des objets extrêmement massifs qui contiennent des groupes d'amas et des superamas de galaxies.

Elles sont si massives qu'elles remettent en question notre compréhension de l'évolution de l'univers.

L'équipe de chercheurs, dirigée par Hans Bohringer de l'Institut Max Planck de physique extraterrestre, a identifié cinq superstructures situées à une distance d'environ 425 millions à 815 millions d'années-lumière de la Terre.

Les objets identifiés sont le superamas de Shapley, autrefois considéré comme le plus grand superamas de l'univers local, la superstructure Serpens-Corona Borealis, le superamas d'Hercule, la superstructure Sculptor-Pegasus et, enfin, Quipu.

« Cette entité, que nous avons baptisée Quipu, est la plus grande structure cosmique découverte à ce jour », écrivent les scientifiques dans leur article.

« Ces superstructures contiennent environ 45 % des amas de galaxies, 30 % des galaxies, 25 % de la matière et occupent une fraction de volume de 13 %, constituant ainsi une partie importante de l'univers connu », ajoutent-ils.

Dans les quipus, constitués de cordes nouées, les nœuds contiennent des informations basées sur la couleur, l'ordre et le nombre. « Cette perspective donne la meilleure impression de la superstructure comme un long filament avec de petits filaments latéraux, et c'est ce qui a conduit au nom Quipu », expliquent les chercheurs.

Dans leurs travaux, Bohringer et ses chercheurs ont trouvé Quipu et les quatre autres superstructures à une distance comprise entre 130 et 250 Mpc (mégaparsec - 1 mégaparsec = 3,26 millions d'années-lumière).

Pour les identifier, ils ont utilisé le rayonnement X et des simulations du comportement des galaxies et ont analysé les superstructures à l'aide du relevé d'amas CLASSIX (cosmic large-scale X-ray structure).

Les amas de galaxies à rayons X peuvent contenir des milliers de galaxies et une grande quantité de gaz intra-amas très chauds qui émettent des rayons X. Ces émissions sont essentielles pour cartographier les galaxies.

Ces émissions sont la clé de la cartographie de la masse des superstructures. Les rayons X tracent les régions les plus denses de concentration de matière et la toile cosmique sous-jacente.

Les émissions sont donc comme des signaux permettant d'identifier les superstructures.

Autres concurrents

Malgré la taille imposante de Quipu et le fait qu'il occupe désormais potentiellement la première place sur la liste des plus grands objets de l'Univers, il ne manque pas de concurrents.

Par exemple, le superamas de Laniakea, qui a un diamètre d'environ 520 millions d'années-lumière.

Et puis il y a le Grand Mur de Sloan (SGW), découvert en 2003, qui s'étendrait sur plus d'un milliard d'années-lumière.

Mais jusqu'à présent, la plus grande superstructure connue dans l'univers est techniquement la Grande Muraille d'Hercule Corona-Borealis.

Il s'agit d'une mystérieuse concentration de matière qui mesure plus de 10 milliards d'années-lumière et s'étend sur 11 % de l'univers observable.

Mais elle n'est techniquement la plus grande que parce qu'elle n'a pas été confirmée comme un objet unique et interconnecté, comme l'a expliqué Hans Bohringer au site EarthSky.

Toutes ces superstructures sont désormais reléguées à l'arrière-plan avec la découverte de Quipu.

Le professeur Bohringer ne pense toutefois pas que Quipu conservera longtemps la première place parmi les superstructures.

« Des structures plus grandes existeront (très probablement) si nous étudions des volumes cosmiques de plus en plus grands » dans l'univers lointain, a déclaré le chercheur à EarthSky.

Effondrement d'objets

Mais au-delà de l'identification de ces « supergéantes », les scientifiques affirment que cette découverte peut nous aider à mieux comprendre l'univers.

Une structure de la taille de Quipu doit affecter son environnement, et la compréhension de ces effets est fondamentale pour comprendre le cosmos.

Selon les scientifiques, l'étude de Quipu et de ses sœurs géantes nous aidera à comprendre l'évolution des galaxies et à améliorer les modèles d'observation et de mesure afin de mieux comprendre le cosmos.

Mais des recherches supplémentaires seront nécessaires pour comprendre l'importance et l'influence de ces superstructures.

En outre, les scientifiques soulignent qu'à mesure que le cosmos évolue, Quipu et les autres superstructures ne persisteront pas éternellement.

« Dans l'évolution cosmique future, ces superstructures sont destinées à se fragmenter en plusieurs unités qui s'effondrent. Il s'agit donc de configurations transitoires », expliquent Bohringer et son équipe.

Mais ils ajoutent qu'« à l'heure actuelle, il s'agit d'entités physiques particulières dotées de propriétés caractéristiques et d'environnements cosmiques spéciaux qui méritent une attention particulière ».