Où, pour la première fois, un quasar est découvert dans le rôle de lentille gravitationnelle
Où, pour la première fois, un quasar est découvert dans le rôle de lentille gravitationnelle
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Nous avons eu déjà plusieurs fois l’occasion ici de découvrir le phénomène de lentille gravitationnelle et les fabuleux renseignements qu’il nous apporte de l’Univers lointain.
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Pour mémoire, selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, si une grande masse comme une grosse galaxie ou mieux un amas de galaxies est placée dans la ligne de mire d’une galaxie lointaine, la partie de la lumière provenant de la galaxie lointaine est divisée et amplifiée pour un observateur se trouvant sur Terre.
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La première utilisation concrète de l’effet de lentille gravitationnelle a été réalisée en 1979 quand a été découvert l’image d’un quasar agrandie et amplifiée par une galaxie de premier plan.
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Les quasars sont des objets extraordinairement lumineux de l’univers lointain et semblent correspondre à la présence d’un trou noir central supermassif et hyperactif situé dans un noyau galactique.
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Un quasar est mille fois plus brillant qu’une galaxie comprenant des milliards d’étoiles ce qui rend difficile l’étude de sa galaxie hôte. “C’est un peu comme regarder dans les phares d’un véhicule pour y discerner la couleur de ses jantes”, commente Frédéric Courbin de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), principal auteur d’un article paru dans Astronomy & Astrophysics le 16 juillet 2010.
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Déjà l’utilisation d’une lentille gravitationnelle pour mesurer la masse d’une galaxie lointaine indépendamment de son éclat avait été proposée dès 1936 par le physicien Fritz Zwicky. Mais depuis 1979 cette technique n’avait pu être mise en oeuvre pour calculer la masse de la galaxie hôte d’un quasar.
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Voilà chose faite avec les travaux de l’équipe de Courbin. Pour ce faire, les astronomes (de l’EPFL, du Caltech et de l’Institut de recherches astronomiques à Heidelberg en Allemagne) ont consulté la liste des quasars connus dans le catalogue SDSS (Sloan Digital Sky Survey). Le meilleur candidat quasar SDSS JOO13+1523 a été observé par l’observatoire Keck de 10 mètres installé à Hawaï. Bonne surprise, le quasar fait bien office de lentille gravitationnelle. Il est situé à 1,6 milliards d’années lumière de nous et fait office de loupe à une galaxie bien plus lointaine puisqu’elle se trouve à 7,5 milliards d’années lumière de nous. Ces deux chiffres sont vertigineux ! Pour la première fois c’est un quasar qui sert de lentille gravitationnelle à une galaxie lointaine et non l’inverse !
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Quasar faisant office de lentille gravitationnelle ; crédit image : Caltech, EPFL, WMKO et autres
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Plan large : 1 199 x 1 199 pixels
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Quasar faisant office de lentille gravitationnelle annoté ; crédit image : Caltech, EPFL, WMKO et autres
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Plan large : 379 x 1 024 pixels
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Plan très large : 1 200 x 3 240 pixels
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Sur cette image obtenue par le télescope Keck, le quasar du premier plan apparait en bleu, la galaxie lointaine en rouge de chaque côté du quasar.
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“Nous avons été ravi de voir que notre idée fonctionne réellement” commente Georges Meylan, professeur de physique et chef de file de l’équipe de l’EPFL
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Les quasars sont encore mystérieux sur bien de leurs aspects dans les théories de l’astronomie moderne. “Les quasars sont des sondes précieuses pour la compréhension de la formation et l’évolution des galaxies”, explique le professeur d’astronomie S. George Djorgovski, chef de file de l’équipe du Caltech. Il conclut : “la future découverte de systèmes identiques nous aidera à mieux comprendre les relations entre quasars et leurs galaxies hôtes ainsi que leur co-évolution”.
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Sources :
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Site Caltech (California Institute of Technology)
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