Où une lentille au menu nous fait découvrir une flambée d’étoiles
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Un article à paraître dans l’Astrophysical Journal présente les travaux d’une équipe d’astronomes menée par Larry Bradley de l’Université Johns Hopkins à Baltimore.Accompagné entre autres de Garth Illingworth et de Rychard Bouwens (Université de Californie, Santa-Cruz), il a fallu aux chercheurs pas moins de deux télescopes spaciaux et d’un miracle de la nature pour scruter une toute petite partie de l’Univers primordial.
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Crédit image : NASA, ESA, Johns Hopkins University, University of California Santa-Cruz
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Plan large : 1 024 x 819 pixels
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Plan original : 3 000 x 2 400 pixels
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La scène se situe dans la direction de la constellation de la Vierge. Ci-dessus, le cliché à gauche, en couleurs composites, a été pris par la caméra avancée ACS du télescope spatial Hubble. Nous contemplons un énorme amas de galaxies, situé à 2,2 milliards d’années lumière de nous, appelé Abell 16896. Sa masse est tellement grande qu’elle déforme et agrandit la lumière en provenance de derrière elle. C’est le phénomène de lentille gravitationnelle ou anneau d’Einstein (voir note du 23 mai 2006).
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L’encadré de l’image est focalisé sur l’une des portions de l’anneau d’Einstein. Bien que l’intensité lumineuse, grâce à la lentille gravitationnelle soit augmentée d’environ dix fois, dans la lumière visible, Hubble ne voit rien de notable (haut droit). Par contre dans l’infrarouge, Hubble nous montre une tâche blanc-grisâtre. Il s’agit de la lumière provenant d’une galaxie si éloignée qu’elle est décalée dans le spectre vers l’infrarouge (centre droit). Elle a été dénommée A16896-zD1
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Les astronomes ont alors eu recours au regard du télescope spatial infrarouge Spitzer pour préciser les données reçues par Hubble (bas droit).
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Sur une largeur d’espace correspondant à environ 2 000 années lumière, brillent l’équivalent d’un milliard d’étoiles comme notre Soleil, soit une petite fraction de notre Voie Lactée. Les astronomes ont calculé que cette galaxie était âgée d’environ 12,8 milliards d’années. L’univers n’était lui « vieux » que de 700 millions d’années. Il s’agit là d’une des plus anciennes galaxies jamais vue et avec une précision encore inégalée.
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Evolution galactique, vue d’artiste ; crédit image : NASA, ESA, A Feild (STScI)
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Plan large : 1 024 x 675 pixels
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Plan original : 3 000 x 1 977 pixels
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Pour mémoire, environ 400 000 ans après le Big Bang, débute l’âge des ténèbres, où la matière créée à partir du « bouillon » primordial se refroidit. Les nuages d’hydrogène se répandent dans l’Univers pour former un épais brouillard. L’obscurité va perdurer pendant le premier milliard d’année de l’existence de l’Univers. Pendant cette période, les nuages d’hydrogène froid se condensent pour allumer les premières générations d’étoiles.
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Flambée d’étoiles dans une jeune galaxie, vue d’artiste ; crédit image : NASA, ESA, G. Bacon (STScI)
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Plan large : 1 024 x 819 pixels
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Plan original : 3 000 x 2 400 pixels
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Sur l’illustration ci-dessus, l’artiste nous montre à quoi peut ressembler A16896-zD1. Elle n’a pas de forme régulière. La constitution des galaxies spirales et elliptiques que nous connaissons n’arrivera que par fusion des très nombreuses galaxies primordiales du jeune Univers comme A16896-zD1. Elle connait une énorme fièvre d’éclosion d’étoiles qui se créent par grappes. Les plus massives éclatent en supernovae qui irradient et soufflent les nuages d’hydrogène avoisinants (en rouge). Sur le fond, l’artiste a figuré une multitude de galaxies en pleine évolution comme A16896-zD1.
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Pour les chercheurs, A16896-zD1 va devenir l’étalon permettant d’apprécier la mise au point des prochaines générations de télescopes. En particulier pour le remplaçant prévu de Hubble, le James Webb Space Telescope qui devrait s’envoler vers l’espace en 2013. Ils espèrent, avec un miroir primaire sept fois plus grand que celui de Hubble, qu’il permettra de discerner sa structure détaillée et de découvrir des galaxies encore plus anciennes. De même, A16896-zD1 va être une cible de choix pour ALMA (Atacama Large Millimiter Array) qui sera en 2012 le plus puissant radio-télescope au monde. La combinaison du travail de ces deux machines à la pointe de la technique va repousser encore plus loin notre regard sur le jeune Univers.
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Pour l’instant, la prochaine campagne d’observation de A16896-zD1 aura lieu en infrarouge sur le Keck de 10 mètres à Hawaï.
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Source : Hubblesite, NASA
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