How big is Supervide de l'Éridan?

Le supervide de l'Éridan est une vaste région de l'espace contenant moins de galaxies que la moyenne, observée en direction de la constellation de l'Éridan. Il mesure environ 2 milliards d'années-lumière de diamètre, où une année-lumière est la distance que parcourt la lumière en un an. Il se trouve à environ 3 milliards d'années-lumière de la Terre, dans la même direction qu'une tache anormalement froide dans la faible lueur résiduelle du Big Bang.

Taille

Un supervide n'a pas de bord net. Les astronomes en mesurent la taille à l'endroit où le nombre de galaxies passe sous la moyenne. En 2015, une équipe dirigée par István Szapudi, de l'université d'Hawaï, a cartographié les galaxies de cette partie du ciel à l'aide du télescope Pan-STARRS1 et du satellite WISE de la NASA. Elle a découvert une région contenant environ 14 % de matière en moins que la moyenne.

Dans son annonce, l'équipe a décrit le supervide comme mesurant 1,8 milliard d'années-lumière de diamètre. Son article donne un rayon de 220 mégaparsecs, à 50 près, une valeur qui dépend de la vitesse d'expansion de l'univers. Un mégaparsec vaut environ 3,26 millions d'années-lumière. Avec le taux d'expansion mesuré par le satellite Planck, ce rayon correspond à une largeur d'environ 2,1 milliards d'années-lumière, comprise entre 1,6 et 2,6 milliards.

Des études ultérieures ne s'accordent pas sur sa forme. Une étude de 2016 a montré qu'il s'étirait le long de la ligne de visée : environ 1,9 milliard d'années-lumière de large sur le ciel, mais environ 4,8 milliards d'années-lumière de profondeur. Un relevé de 2017, qui a mesuré les distances des galaxies avec plus de précision, a plutôt trouvé plusieurs vides plus petits alignés dans la même direction, séparés par de petites régions contenant plus de galaxies que la moyenne.

Comparaisons de taille

Le supervide est environ 20 000 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, d'environ 24 centimètres de diamètre, le supervide mesurerait environ 4,8 kilomètres de large.
Il mesure environ deux fois la longueur du complexe de superamas Poissons-Baleine, la bande d'amas de galaxies qui inclut la Voie lactée et qui s'étend sur environ 1 milliard d'années-lumière.
L'univers observable, la partie de l'espace d'où la lumière a eu le temps d'atteindre la Terre, mesure environ 93 milliards d'années-lumière de diamètre, soit environ 46 fois la largeur du supervide.
Vu depuis la Terre, le supervide couvre une portion du ciel de plus de 30 degrés de large, soit près de 60 fois la largeur de la pleine Lune.

La tache froide

Le fond diffus cosmologique est la plus ancienne lumière de l'univers, émise quand celui-ci avait environ 380 000 ans. Aujourd'hui, sa température est d'environ 2,7 degrés au-dessus du zéro absolu, presque identique dans toutes les directions. En 2004, des astronomes étudiant des cartes établies par la sonde WMAP de la NASA ont repéré, dans l'Éridan, une vaste zone plus froide que prévu.

Le centre de cette tache froide est plus froid que la moyenne d'environ 70 à 150 millionièmes de degré, selon la méthode de mesure. Le satellite Planck de l'Agence spatiale européenne a confirmé en 2013 que cette anomalie était réelle et non un artefact de mesure.

Un supervide pourrait faire paraître la lumière plus froide. En entrant dans un vide, la lumière perd un peu d'énergie. Comme l'expansion de l'univers s'accélère, le vide s'aplatit pendant que la lumière le traverse, si bien qu'elle ne récupère pas toute l'énergie perdue en en sortant. C'est ce qu'on appelle l'effet Sachs-Wolfe intégré.

Une question ouverte

L'équipe de 2015 a suggéré que le supervide pourrait expliquer la tache froide. L'étude de 2016 a estimé que ce vide allongé ne refroidirait la lumière que d'environ 40 millionièmes de degré, ce qui n'est pas suffisant pour expliquer cette tache.

Le relevé de 2017 a conclu que les vides qu'il avait détectés étaient bien trop petits pour expliquer la tache froide. Ses auteurs ont suggéré qu'elle pourrait plutôt remonter aux tout premiers instants de l'univers, plutôt qu'à des vides situés entre elle et la Terre.