Regardez attentivement l’image ci-dessus et vous aurez l’impression de voir triple. Une nouvelle image du télescope spatial James Webb (JWST) montre trois copies du même cluster de galaxies abritant une supernova, le type d’explosion le plus lumineux et le plus violent connu à ce jour. Les triplets cosmiques ne sont pas des artefacts d’un télescope défectueux, mais une bizarrerie de la nature baptisée « lentille gravitationnelle », quelque chose qui avait été prédit dans la théorie de la relativité d’Albert Einstein il y a plus d’un siècle.
Comment fonctionne la lentille gravitationnelle ?
Une lentille gravitationnelle survient lorsqu’un objet céleste comme trou noir massif qui vient courber le temps et l’espace autour de lui. La NASA utilise souvent l’analogie d’une boule de bowling placé sur un matelas en mousse ou un trampoline pour illustrer ces courbures de l’espace-temps. La lumière qui, normalement irait tout droit, va alors épouser ces courbures. Une lentille gravitationnelle a le potentiel de répliquer des objets, comme dans un palais des glaces avec des miroirs déformants.
Dans notre cas, le cluster RX J2129, situé à 3,2 milliards d’années-lumière de la Terre dans la constellation du Verseau, agit comme un verre grossissant géant dans le ciel. Ce phénomène naturel permet aux scientifiques de voir encore plus loin, rendant certains corps célestes plus lumineux. Cela permet d’étendre la vision du JWST, le télescope spatial le plus puissant au monde, pour lui permettre d’apercevoir des galaxies toujours plus jeunes.
Les astronomes sont désormais bien rodés à ce phénomène, mais cela n’a pas toujours été le cas. Il y a quarante ans, les arcs concentriques de lumière et les objets célestes étirés étaient très perturbants. En 1987, un énorme arc bleu qui avait été estimé à plusieurs centaines de billions de kilomètres de long avait été considéré comme l’un des objets les plus grands jamais détectés. Cet arc avait été détecté près du cluster Abell 370, avec un autre objet similaire près du cluster 2242-02.
Plus tard cette même année, des scientifiques de l’Université Stanford et du National Optical Astronomy Observatory en Arizona comprenaient qu’il s’agissait là, en vérité, d’illusions d’optiques, à cause d’Abell 370. Le New York Times avait publié un article au sujet de cette implication « bizarre » de la théorie d’Einstein.
Qu’est-ce qu’une supernova de Type Ia ?
La supernova présente dans cette nouvelle image du JWST a été découverte par le télescope spatial Hubble. Pendant la période d’activité de ce dernier, les chercheurs étaient convaincus qu’il s’agissait d’un exemple de ce que l’on appelle une supernova de Type Ia. Avec une naine blanche, les restes denses d’une étoile qui ne peut plus brûler le carburant nucléaire en son cœur. Cette naine blanche émet alors du matériel stellaire vers une étoile environnante. Lorsque l’étoile qui nourrit atteint environ 1,4 fois la masse de notre soleil, elle explose, incapable de supporter son poids.
Il y a une raison pour laquelle les scientifiques utilisent le JWST, une collaboration de la NASA, de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et de l’Agence Spatiale Canadienne, pour la réétudier. Ces supernovas ont une luminosité plutôt constante, ce qui en fait des outils pratiques de mesure pour les astronomes : la distance d’une supernova de Type Ia à la Terre est proportionnelle à sa luminosité. La lumière de la supernova pourrait aider les astronomes à comprendre à quel point RX J2129 améliore la perception des objets en arrière-plan. Ce qui, à son tour, permettrait d’évaluer la taille de ce cluster de galaxies.
The tripled galaxy contains a Type Ia supernova. These supernovae have a standard brightness. By comparing that known brightness with how bright this galaxy's supernova appears (magnified by the cluster to look closer & brighter), we can calculate the true distance of the galaxy.
— NASA Webb Telescope (@NASAWebb) February 28, 2023
