Vingt et un mois se sont écoulés depuis le début de la phase scientifique de la mission du télescope spatial James Webb. Au cours de cette période, cet appareil s’est construit une position solide parmi les observatoires astronomiques les plus importants d’aujourd’hui, non seulement cosmiques, mais de manière générale parmi tous les télescopes qui existent dans le monde. Au cours de ces 21 mois, nous avons déjà vu une grande science, les premiers indices de grandes découvertes potentielles, et aussi, ce qui est probablement la chose la plus importante pour le public, de belles images de tous les groupes d’objets possibles, y compris de nombreuses galaxies, et c’est galaxies dont nous parlerons le plus aujourd’hui.
Galaxies et lentilles gravitationnelles
Le premier champ profond de Webb.
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Un effet astronomique important peut être observé dans pratiquement toutes les images de champs d’étoiles et de galaxies lointaines prises par JWST. Les lecteurs attentifs de mes articles devineront sûrement que je parle de lentille gravitationnelle. Il s’agit d’un phénomène dans lequel un objet plus proche au premier plan s’appelle une lentille sur un objet plus éloigné en arrière-plan. Le nom n’est pas accidentel, le principe est vraiment similaire à celui d’une lentille optique. Un objet plus proche agit en fait comme une lentille qui amplifie et courbe la lumière d’une galaxie (ou d’un autre objet) plus éloignée.
Il est important de noter que cet effet ne fonctionne bien que lorsque les deux objets, lentille et lentille, se trouvent presque exactement l’un derrière l’autre, du moins de notre point de vue. Parfois, même un petit écart suffit et l’effet est fondamentalement réduit ou disparaît complètement. Au contraire, le spectacle qui en résulte vaut vraiment la peine d’être regardé. Des lentilles gravitationnelles ont déjà été observées, par exemple, sur la célèbre première photo du télescope Webb, présentée au public par le président américain Biden. Là, cependant, il fallait les chercher un peu entre les étoiles brillantes de notre galaxie et les brillantes galaxies étrangères au premier plan.
L’illustration montre le principe de la lentille gravitationnelle. Un amas massif de galaxies situé entre la Terre et une galaxie lointaine courbe et éclaire la lumière de la galaxie lointaine ou du quasar.
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Cependant, en y regardant de plus près, on peut les voir comme des formes arquées plutôt faibles, qui ne sont souvent en réalité que des images d’un seul et même objet. Les lentilles gravitationnelles créent très souvent plusieurs images du même objet. Cependant, si la position mutuelle de l’objectif et du corps de l’objectif nous est plus favorable, nous pouvons voir des images régulières, comme la croix d’Einstein, c’est-à-dire un ensemble de quatre images du même objet disposées en croix, ou encore l’anneau d’Einstein.
Chez lui, la position des deux corps est si parfaitement alignée qu’elle crée une image où la lentille est au centre, tandis que l’objet lentille le plus éloigné est disposé autour de lui sous la forme d’un anneau imaginaire. Un anneau d’Einstein peut être incomplet lorsqu’une partie de l’anneau manque, mais il peut également être plein lorsque l’objet lentille est entièrement réparti autour de l’objectif, sans aucun espace. Nous avons montré un tel anneau d’Einstein parfait dans un article récent, et les astronomes ont récemment capturé un autre objet similaire.
Un nouveau constat
Une vue lointaine de l’anneau Einstein SPT-S J041839-4751.8.
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Le télescope Webb a capturé un anneau d’Einstein essentiellement parfait, qui est non seulement exceptionnel par sa forme, mais aussi par ses paramètres. L’objet le plus éloigné se trouve à 12 milliards d’années-lumière de nous. Le nom exact de l’objet est SPT-S J041839-4751.8. Ce qui est fascinant, c’est que sans la lentille gravitationnelle et l’anneau d’Einstein, nous ne serions pas du tout en mesure d’observer cette galaxie, elle est si faible et si lointaine. Les anneaux d’Einstein ont donc non seulement une signification esthétique, mais aussi physique. En même temps, on n’en observe pas un si grand nombre dans l’espace. L’objectif, l’objet objectif et l’observateur (dans ce cas JWST) doivent, de notre point de vue, s’aligner presque parfaitement. Toute imperfection mineure dans l’alignement fait que l’anneau n’est pas complet ou, pire encore, disparaît complètement.
Les anneaux d’Einstein ne sont pas tout à fait courants en raison de la nécessité d’un réglage relativement précis, mais en revanche, ils ne sont pas tout à fait exceptionnels. Certains ont déjà été photographiés par une génération antérieure de télescopes spatiaux, comme le télescope spatial Hubble notamment. Et quant à cet objet particulier SPT-S J041839-4751.8, bien qu’il ait été vu pour la première fois par Webb, il a déjà été observé à plusieurs reprises. Il a été observé pour la première fois par l’instrument NIRCam dans le proche infrarouge, qui a également vu l’anneau, mais quelque peu flou. Des images de meilleure qualité du même objet ont été prises un peu plus tard par l’instrument MIRI opérant dans la région infrarouge moyen.
Conclusion
Les lentilles gravitationnelles font désormais partie du répertoire commun des astronomes du monde entier. Nous voyons aussi assez souvent les anneaux d’Einstein. Il est fort possible que nous nous retrouvions ici à l’avenir pour une autre image similaire. Mais nous nous retrouverons presque certainement ici pour un article spécial plus long consacré aux lentilles gravitationnelles. Nous avons déjà évoqué ce phénomène à de nombreuses reprises, ce qui mérite certainement un article de la série Recherche physique en cosmonautique.
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2024-03-30 02:13:20
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