Récemment, une équipe internationale d’astronomes a fait une découverte fascinante : deux galaxies alignées de manière unique agissent ensemble comme une lentille gravitationnelle composée. Ce phénomène rare offre une nouvelle perspective sur l’astronomie et pourrait permettre des avancées significatives dans notre compréhension de l’Univers.
Qu’est-ce que la lentille gravitationnelle ?
Le lentille gravitationnelle est un phénomène fascinant qui découle de la relativité générale d’Albert Einstein, une théorie qui explique le fonctionnement de la gravité dans l’Univers. Selon cette théorie, la gravité n’est pas simplement une force qui attire les objets, comme le suggérait Isaac Newton. Elle est en fait une distorsion de l’espace-temps causée par la présence de masses importants, comme les étoiles, les planètes ou encore les galaxies.
En d’autres termes, l’espace-temps, la structure qui constitue l’Univers, n’est pas une toile fixe. Lorsqu’un objet massif, tel qu’une galaxie ou un amas de galaxies, est présent, il crée un courbure dans l’espace-temps autour de lui, un peu comme un ballon posé au centre d’un trampoline. Cette courbure influence tout ce qui l’entoure, y compris la lumière.
La lumière suit toujours les courbes de l’espace-temps, ce qui signifie que lorsque les rayons lumineux traversent une région du cosmos où la gravité d’une grande masse est présente, leur la trajectoire est déviée. Ce phénomène peut être comparé à l’effet d’un lentille optiquecomme une loupe. Lorsque la lumière passe à proximité d’un objet massif (comme une galaxie), cette déformation de l’espace-temps agit comme une lentille géante qui plie la lumière et la concentre, lui permettant ainsi d’être voir les objets derrière la galaxie même s’ils sont trop éloignés pour être observés directement.
Cela peut également produire distorsions d’images : Les astronomes peuvent voir plusieurs images du même objet distant, comme un quasar, qui semblent déformées et agrandies en arcs ou en cercles. Ces images peuvent également être divisées en plusieurs répliques de l’objet original. Cela crée alors un effet visuel surprenant et permet aux scientifiques d’étudier des objets très éloignés qui autrement seraient invisibles.
Une lentille composée : deux galaxies agissant ensemble
Jusqu’à présent, les astronomes avaient observé des galaxies individuelles agissant comme des lentilles gravitationnelles, mais ces événements étaient relativement simples à comprendre. Cependant, récemment, des astronomes ont identifié deux galaxies qui agissaient ensemble comme une lentille composée.
L’alignement parfait de ces deux galaxies, de notre point de vue, crée une lentille gravitationnelle encore plus complexe. Ce phénomène se produit lorsque deux galaxies massives sont positionnées de telle sorte que leur gravité se combine pour déformer encore plus nettement la lumière d’un objet distant, en l’occurrence un quasar.
Le système observé, appelé J1721+8842a été interprété pour la première fois comme l’effet d’une seule galaxie elliptique déviant la lumière d’un quasar derrière elle. Cependant, en étudiant les données pendant deux ans, les astronomes ont remarqué des anomalies : plusieurs points lumineux semblaient être des copies de la même Source lumineuse et après une analyse plus approfondie, ils ont confirmé que ces points provenaient bien du même quasar. Cette observation a amené les chercheurs à émettre l’hypothèse que deux galaxies pourraient être responsables de l’effet de lentille.
Le rôle crucial du télescope James Webb
Pour confirmer cette hypothèse, les astronomes ont utilisé les données du télescope spatial James Webb. Ce télescope, plus puissant que ses prédécesseurs, a permis aux chercheurs d’observer des détails plus fins et d’affiner leur modèle. En examinant les images obtenues, ils ont ensuite découvert un anneau rougeâtre qu’ils pensaient initialement être un anneau d’Einstein, un type de distorsion lumineuse typique des lentilles gravitationnelles. En réalité, cet anneau était la signature d’une seconde galaxie qui intervenait dans l’effet de lentille.
Ce niveau de détail a permis aux chercheurs de reconstruire un modèle informatique confirmant que les deux galaxies en interaction gravitationnelle ont créé une lentille gravitationnelle composée, un phénomène très rarement observé. Cela ouvre de nouvelles perspectives aux astronomes, car une lentille composée permet de mieux étudier des objets distants qui seraient autrement impossibles à analyser en détail.
Une découverte aux implications majeures
Cette découverte a des implications importantes pour la cosmologie. Tout d’abord, il offre un outil puissant pour étudier des objets distants, comme les quasars. La distorsion de la lumière permet d’agrandir et de mieux comprendre ces objets situés à des milliards d’années-lumière de la Terre, bien au-delà de ce que les télescopes actuels peuvent observer directement.
De plus, cette observation pourrait aider à résoudre un débat scientifique de longue date sur la constante de Hubble, une valeur clé utilisée pour mesurer l’expansion de l’Univers. L’alignement précis de deux galaxies en lentille gravitationnelle pourrait fournir de nouvelles informations qui permettraient de calculer cette constante de manière plus fiable. Cela réduirait les incertitudes quant à la vitesse à laquelle le cosmos s’étend.
