Série froide mystérieuse intrigue les astronomes dans le fond cosmique
Une région froide particulière dans le fond diffus cosmologique en micro-ondes, connue sous le nom de Cold Spot, continue d'embarrasser les scientifiques malgré des années d'étude. Découverte il y a plus d'une décennie, cette anomalie semble plus froide que son entourage et pourrait indiquer des structures à grande échelle dans l'univers. Les chercheurs restent incertains sur sa cause, avec des théories allant de fluctuations statistiques à des vides massifs.
Le fond diffus cosmologique en micro-ondes (CMB) est la lueur ténue résiduelle du Big Bang, offrant un instantané de l'univers primitif. Au sein de cette radiation uniforme, les astronomes ont identifié une caractéristique étrange en 2007 : le Cold Spot, une tache circulaire d'environ 5 degrés de diamètre dans la constellation d'Éridan. Cette région est environ 70 microkelvins plus froide que la température moyenne du CMB de 2,725 kelvins, une déviation qui se distingue de l'uniformité attendue.
Les observations initiales proviennent du satellite de la NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), qui a cartographié le CMB en détail à partir de 2001. L'anomalie a été confirmée et affinée par le satellite Planck de l'Agence spatiale européenne, lancé en 2009, dont les données à plus haute résolution ont révélé les bords nets et la structure interne du Cold Spot. Comme l'a noté un chercheur dans une analyse de New Scientist, 'Il y a une étrange série dans l'univers et nous ne savons toujours pas pourquoi', soulignant le mystère persistant.
Plusieurs explications ont été proposées. Une théorie principale suggère que le Cold Spot résulte de l'effet Sachs-Wolfe intégré, où les photons du CMB traversent un supervide vaste — une région avec moins de galaxies et moins de matière — les faisant perdre de l'énergie et apparaître plus froids. Les estimations placent ce supervide potentiel d'Éridan à environ 1,8 milliard d'années-lumière de diamètre, en faisant l'une des plus grandes structures connues. Cependant, confirmer un tel vide est un défi, car il se trouve à des milliards d'années-lumière et nécessite des relevés profonds de galaxies distantes.
D'autres idées incluent une texture cosmique ou une collision de bulles de l'univers primordial, bien que celles-ci restent spéculatives. Les analyses statistiques indiquent la rareté du Cold Spot : dans un modèle cosmologique standard, une telle caractéristique ne devrait se produire qu'une fois sur 50 cieux aléatoires. Des études récentes, y compris celles utilisant l'ensemble de données complet de Planck publié en 2018, n'ont pas résolu le débat, certains articles arguant qu'il pourrait s'agir d'une fluctuation rare mais naturelle.
Les implications sont significatives pour la cosmologie. Si lié à un supervide, le Cold Spot défie les modèles de formation des structures cosmiques, indiquant potentiellement une distribution de matière plus grumeleuse que prévu. Inversement, s'il s'agit d'une coïncidence, cela souligne les limites des observations actuelles. Les efforts continus des télescopes, comme ceux de l'Atacama Cosmology Telescope, visent à sonder plus profondément, mais pour l'instant, la série perdure comme une marque énigmatique sur la lumière ancienne de l'univers.