Il y a quelque chose de très étrange dans cette image du télescope spatial Hubble. Si vous regardez attentivement, vous pouvez voir deux galaxies de couleur orange, presque en miroir, apparemment reliées par un long filament.
De manière fascinante, il ne s’agit pas du tout de deux galaxies, mais d’une, nommée SGAS J143845+145407. Cela semble juste être deux, grâce à la façon dont la gravité d’un objet massif (ou d’objets, comme un amas de galaxies) déforme l’espace traversé par la lumière lointaine.
Imaginez mettre un poids lourd sur un trampoline, où le poids représente l’amas de galaxies et le tapis de trampoline représente l’espace-temps. Roulez maintenant quelques billes d’un côté à l’autre du trampoline. Leurs trajectoires normalement « droites » sembleront se courber le long de différentes trajectoires, un peu comme des rayons de lumière traversant un espace déformé.
Appelée lentille gravitationnelle, cette bizarrerie de la gravité peut être utilisée pour agrandir la lumière des galaxies d’arrière-plan qui seraient trop éloignées pour être vues autrement avec beaucoup de détails, comme illustré dans le diagramme ci-dessous.
Illustration de la lentille gravitationnelle. (NASA, ESA & L. Calçada)
Des lentilles gravitationnelles comme celle-ci peuvent donc être un outil important pour comprendre l’Univers lointain.
Parfois, cette lumière peut devenir vraiment maculée et déformée, comme le montre la récente image en champ profond du télescope spatial James Webb. Ces étranges objets ressemblant à des vers sont des galaxies à lentilles. Lorsque l’effet de lentille donne quatre images d’un objet distant disposées autour de la masse de lentille centrale, cela s’appelle une croix d’Einstein.
SGAS J143845 + 145407 apparaît juste au bon endroit derrière un petit amas de galaxies pour une lentille gravitationnelle afin de produire deux images presque parfaites de la galaxie, avec l’avantage supplémentaire de les faire apparaître plus grandes et plus détaillées.
La lumière de SGAS J143845+145407 a parcouru environ 6,9 milliards d’années pour nous parvenir. C’est environ la moitié de l’âge actuel de l’Univers. La lumière de l’amas a parcouru environ 2,8 milliards d’années.
Images en miroir de SGAS J143845+145407 autour d’une lentille gravitationnelle. (ESA/Hubble & NASA, J. Rigby)
SGAS J143845 + 145407 est scientifiquement intéressante car c’est une galaxie infrarouge lumineuse, qui brille relativement fort en raison de la forte activité de formation d’étoiles. Étudier des galaxies comme celle-ci peut aider les scientifiques à comprendre la formation des étoiles et comment elle a changé tout au long de l’histoire de l’Univers ; pour ce genre de travail, les lentilles gravitationnelles peuvent être inestimables.
En utilisant la lentille gravitationnelle, les scientifiques ont récemment pu reconstruire la distribution de la formation d’étoiles dans SGAS J143845+145407 et étudier les détails du processus. Ils ont découvert que la galaxie est assez typique de son type, dont les informations pourront aider à contextualiser et caractériser d’autres galaxies.
Webb devrait révéler encore plus de détails, mais Hubble a révolutionné l’étude des galaxies à lentilles. Ses observations ont été les premières à résoudre des détails à l’intérieur de galaxies à lentilles, offrant aux scientifiques une nouvelle fenêtre incroyable sur l’Univers primitif.
L’image a été publiée sur le site Web de Hubble.
