Une équipe de chercheurs de l’ESO en Allemagne a utilisé les grands télescopes chiliens pour observer l’Univers en profondeur. Au cours d’une observation, ils ont découvert une « croix d’Einstein ». Ce phénomène, prédit par le physicien lors de la publication de sa théorie sur la relativité générale en 1915, n’a été observé qu’à quelques rares occasions.
La « croix d’Einstein » est une formation particulière de lentille gravitationnelle. Grâce à la théorie de la relativité d’Einstein, on sait que la lumière peut se « courber » en suivant la ligne de l’espace-temps et ainsi « faire le tour » d’objets massifs situés en premier plan.
Une « loupe de l’espace »
C’est exactement ce qui s’est passé avec cette « croix d’Einstein ». Ici la lumière bleue qui semble entourer une tâche orange est en réalité l’image quadruplée d’une galaxie lointaine de 11 milliards d’années-lumière. La tâche orange est elle une autre galaxie massive, située bien plus près de nous, à 6 milliards d’années-lumière.
En étant parfaitement alignées l’une derrière l’autre, les deux galaxies ont profité de la courbure de l’espace-temps provoquée par leur masse pour faire avancer leur lumière. Sans lentille gravitationnelle les télescopes de l’ESO n’auraient pas été assez puissants pour observer la galaxie lointaine, située à plus de 11 milliards d’années-lumière.
Comme le montre le schéma ci-dessus, la lumière d’une galaxie lointaine n’est observable qu’avec une lentille gravitationnelle. Dans la plupart des cas, les deux galaxies n’étant pas parfaitement alignées, la lumière de la seconde galaxie nous apparaît encore courbée. Il se peut qu’elle forme un rond parfait, on parle alors d’un anneau d’Einstein.
Dans le cas d’une « croix d’Einstein », le positionnement des deux galaxies est parfait. La lumière va alors se « refleter » sur tous les côtés de la galaxie. Ainsi on ne voit pas quatre faces différentes de la galaxie, mais bien quatre fois la même image.
Une observation encore plus utile que belle
En plus de la beauté simple d’une telle observation, elle est un nid d’informations pour les scientifiques. Comme l’explique Aleksandar Cikota, auteur principal de l’article sur cette découverte (publiée dans The Astrophysical Journal Letters), les lentilles gravitationnelles apportent de nouvelles informations sur les galaxies et objets en second plan.
En fonction de l’angle de la courbure, il est aussi possible d’en déduire la masse de la galaxie qui l’a provoquée. La première lentille gravitationnelle de l’histoire est découverte le 29 mars 1979 par l’astronome britannique Dennis Walsh et son équipe.
Près de 10 ans plus tard c’est la Française Genevieve Soucail, travaillant à l’observatoire de Toulouse qui fera avancer la science en prédisant et calculant les effets de la lentille gravitationnelle. C’est grâce à ces travaux que l’on peut aujourd’hui déduire la masse d’une galaxie servant de lentille ou encore la distance d’un objet en second plan.
Depuis les années 2000, la découverte des lentilles gravitationnelles et des « croix d’Einstein » s’est accélérée. Au début des années 2020, la mission Gaïa a observé une vingtaine de « croix d’Einsten » à différents endroits de l’Univers. Ces phénomènes restent cependant bien plus rares que les « anneaux d’Einstein ».
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Les cours de Français étaient aussi un mirage pour le rédacteur de l’article.
Einstein lui même pensé
Aaaaaie, je ai mal