How big is Abell 2029?

Abell 2029 est un grand amas de galaxies situé à environ 1 milliard d'années-lumière de la Terre, dans la constellation de la Vierge. Il mesure environ 12,5 millions d'années-lumière de diamètre, une taille mesurée jusqu'à la limite à l'intérieur de laquelle l'amas s'est stabilisé sous l'effet de sa propre gravité. Une année-lumière est la distance que parcourt la lumière en un an, soit environ 9,46 billions de kilomètres.

Taille

Un amas de galaxies n'a pas de limite nette. Ses galaxies, son gaz chaud et sa matière noire s'amenuisent progressivement, tandis que de la matière continue d'affluer de l'extérieur. Les astronomes mesurent donc un amas jusqu'à une limite standard appelée le rayon viriel. À l'intérieur, le gaz de l'amas a atteint un équilibre sous l'effet de la gravité, tandis qu'à l'extérieur, de la matière continue de tomber vers lui.

En 2012, Stephen Walker et ses collègues ont utilisé le satellite à rayons X Suzaku pour cartographier le gaz chaud de l'amas jusqu'à cette limite. Ils ont estimé ce rayon à environ 1,9 mégaparsec, un mégaparsec valant environ 3,26 millions d'années-lumière. Une étude de 2019 sur les galaxies de l'amas, menée par Jubee Sohn et ses collègues, aboutit à un rayon presque identique. L'amas mesure ainsi environ 12,5 millions d'années-lumière de diamètre, avec une incertitude de moins de 1 million d'années-lumière dans un sens comme dans l'autre.

La matière s'étend bien au-delà de cette limite. Dans la région environnante, où des galaxies continuent de tomber vers l'amas, l'équipe de Sohn a repéré des galaxies membres jusqu'à environ 29 millions d'années-lumière du centre, une distance mesurée sur le ciel plutôt que le long de la ligne de visée.

Comparaisons de taille

Abell 2029 est environ 125 fois plus large que le disque de la Voie lactée, qui mesure environ 100 000 années-lumière de diamètre.
Si la Voie lactée était réduite à la taille d'un ballon de basket, Abell 2029 mesurerait environ 30 mètres de diamètre.
Sa largeur représente environ cinq fois la distance entre la Voie lactée et la galaxie d'Andromède, soit environ 2,5 millions d'années-lumière.
Le halo ténu d'IC 1101, la galaxie géante au centre de l'amas, s'étend sur environ 4 millions d'années-lumière, soit environ un tiers de la largeur de l'amas.

Composition de l'amas

Abell 2029 compte plus d'un millier de galaxies : l'étude de Sohn en a dénombré 1 215, dans l'amas et dans les groupes qui y tombent. La plus brillante est IC 1101, au centre. Avec Abell 2033, Abell 2028 et Abell 2066, Abell 2029 forme un petit superamas.

Entre les galaxies s'étend un vaste nuage de gaz chauffé à environ 90 millions de degrés Celsius, assez chaud pour rayonner en rayons X. L'équipe de Walker estime la masse totale à l'intérieur du rayon viriel à environ 800 billions de fois la masse du Soleil. Le gaz chaud représente environ un sixième de cette masse près de la limite. Le reste est en grande partie de la matière noire, une forme invisible de matière détectée par sa gravité.

Un amas calme au passé tumultueux

Abell 2029 est parfois décrit comme « l'amas le plus détendu de l'Univers », car son gaz chaud paraît lisse et paisible. En 2026, l'observation en rayons X la plus poussée jamais réalisée de l'amas, avec l'observatoire Chandra de la NASA, a montré qu'il n'a pas toujours été aussi calme.

Les images de Chandra montrent une spirale de gaz s'étendant jusqu'à environ 2 millions d'années-lumière du centre. Les chercheurs pensent qu'elle s'est formée lorsqu'un amas plus petit, environ dix fois moins massif, est entré en collision avec Abell 2029 il y a environ 4 milliards d'années. La collision a fait osciller le gaz de l'amas d'un côté à l'autre, comme du vin qu'on fait tourner dans un verre.

L'amas continue de croître. Deux groupes de galaxies plus petits, Abell 2033 et un groupe situé au sud, tombent vers lui et devraient fusionner avec lui d'ici quelques milliards d'années.