Les astronomes de l'université britannique de Nottingham et de l'Institut d'Astrophysique des Canaries ont démontré, en se basant pour la première fois sur des observations, que les galaxies ne sont pas disposées au hasard à travers l'Univers, mais suivent en réalité un agencement particulier imposé par la structure à grande échelle de la matière sombre invisible qui les entoure.
Cette découverte confirme un des aspects principaux de la théorie de la formation des galaxies et impose l'existence d'un lien direct entre les propriétés globales de l'Univers et les propriétés individuelles des galaxies. La théorie prévoyait un tel phénomène, mais sa vérification expérimentale était jusqu'ici demeurée incertaine.
Actuellement, la matière n'est pas distribuée uniformément dans l'espace mais est plutôt arrangée en un "réseau cosmique" complexe constitué de filaments et des murs entourant des bulles de vide. Les régions à forte concentration de galaxies sont appelées amas de galaxies tandis que celles à faible densité forment le "vide". Cette distribution inhomogène de matière s'appelle la "distribution à grande échelle de l'Univers". Quand on considère l'Univers dans son ensemble, cette distribution a une apparence semblable à une toile d'araignée ou au réseau neuronal du cerveau. Cependant, il n'en a pas toujours été ainsi.
Après le Big Bang, lorsque l'Univers était beaucoup plus jeune, la matière était distribuée de façon homogène. Au fur et à mesure de son évolution, les forces de gravitation ont entassé la matière dans certaines régions de l'espace, formant la structure à grande échelle que nous observons actuellement. Selon ces modèles et ces théories, une conséquence directe de ce processus est que les galaxies doivent être préférentiellement orientées perpendiculairement à la direction des filaments linéaires.
Des études expérimentales avaient déjà été menées auparavant, cependant, aucune d'elles n'avait jamais abouti, en raison des difficultés liées à la caractérisation des filaments. Les travaux du groupe d'astrophysiciens espagnols et britanniques leur ont permis de mesurer cet effet d'alignement, confirmant ainsi les prévisions théoriques. Pour atteindre leur objectif, les chercheurs ont utilisé une nouvelle technique basée sur l'analyse des grands vides de la structure à grande échelle de l'Univers, ceux-ci étant détectés en recherchant de grandes régions de l'espace pauvres en galaxies lumineuses. Ils ont de plus tiré profit des informations fournies par les deux plus grandes enquêtes célestes existantes: SSDS (Sloan Digital Sky Survey ) et TDFS (Two Degree Field Survey). Ces études contiennent la localisation, les positions angulaires ou les paramètres elliptiques de plus d'un demi million de galaxies situées à une distance d'un milliard d'années-lumière de la Terre, permettant d'estimer l'orientation des disques galactiques.
Selon les chercheurs, de nombreuses galaxies sont fortement inclinées relativement au plan défini par la structure à grande échelle qui les entoure, et leur axe de rotation est principalement orienté dans la direction des filaments. C'est une confirmation importante de la théorie qui explique comment les galaxies ont acquis leur rotation actuelle. Le résultat de cette recherche va permettre de mieux comprendre la façon dont les galaxies ont atteint leur forme actuelle.
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vidéo illustrant le phénomène d'orientation des galaxies.