Découverte de l’un des anneaux d’Einstein les plus grands et les plus complets jamais observés

Les astronomes l'appellent "l'anneau fondu"

anneau fusion amas galaxies
| ESA/Hubble & NASA/S. Jha/L. Shatz

Un anneau d’Einstein, aussi connu sous le nom de « lentille gravitationnelle », est une déformation gravitationnelle (en forme d’anneau ou d’arc) de la lumière provenant d’une source cosmique, telle qu’une galaxie, un quasar, un trou noir, ou tout autre corps massif. Il s’agit d’un phénomène astronomique difficilement observable, et qui nécessite pour cela des télescopes spatiaux tel que Hubble, capables de scruter le champ profond. Récemment, des chercheurs ont annoncé la découverte de l’un des anneaux d’Einstein les plus grands et les plus complets jamais observés.

En explorant l’immensité de l’espace, des astronomes étudiant des images obtenues avec le télescope spatial Hubble ont repéré une galaxie à l’aspect « diforme ». L’image de cette dernière, et de l’amas situé devant, a d’ores et déjà été nommée « l’anneau fondu », et porte le nom de catalogue GAL-CLUS-022058s. L’objet est situé dans la constellation méridionale du Fourneau. Le Fourneau comprend une portion du ciel comptant peu d’étoiles ou d’autres objets proches et, pour cette raison, elle a été choisie par le passé pour réaliser la célèbre photographie du « Champ ultra-profond » de Hubble, en 2003 et 2004.

Cette idée de nom (anneau fondu) provient donc en partie de l’apparence physique de l’objet, qui fait en effet penser à un anneau de métal fondu. Mais elle trouve également son origine dans l’emplacement de l’objet lui-même. L’image obtenue montre, entre autres, une galaxie extrêmement lointaine dont la lumière est courbée par un amas de galaxies, beaucoup plus proche de nous.

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L’anneau fondu, visible autour de l’amas de galaxies lointain. © ESA/Hubble & NASA/S. Jha/L. Shatz

Lorsque la lumière provenant de la « galaxie déformée » de GAL-CLUS-02258 passe devant l’elliptique le plus proche, la gravité de l’amas de galaxies situé sur son passage la dévie, l’amplifie et la « déforme », résultant en ce que nous voyons ici. La gravité des autres galaxies de l’amas provoque des distorsions supplémentaires. L’un des avantages de ces effets de lentille gravitationnelle est qu’il permet aux scientifiques de mieux étudier les galaxies très éloignées, qui autrement auraient pu être complètement invisibles aux yeux de nos télescopes.

hubble anneau einstein fer a cheval
LRG 3-757, un autre anneau d’Einstein découvert par le Sloan Digital Sky Survey. L’image a été capturée par la caméra à grand champ 3 de Hubble. © NASA/Hubble/ESA

L’alignement presque exact de la galaxie de fond avec la galaxie elliptique centrale de l’amas, que l’on voit au milieu de l’image ci-dessus, a déformé et agrandi l’image de la galaxie de fond en un anneau presque parfait. Bien que ce ne soit pas le seul exemple connu du phénomène, c’est jusqu’ici l’un des plus frappants.

Sur cette image, certains des arcs lumineux les plus faibles sont en fait des galaxies situées à un peu plus de 13 milliards d’années-lumière, déformées par l’effet de lentille gravitationnelle. © NASA/Hubble/ESA

Actuellement, nous connaissons plusieurs dizaines d’amas de galaxies très compacts et par conséquent utilisables comme lentilles gravitationnelles pour étudier les galaxies distantes. Ce nombre a fortement augmenté ces dernières années grâce aux observations d’amas par Hubble. Dans chacun de ces amas ont été détectés entre 50 et 100 systèmes produisant plusieurs centaines d’images multiples.

lentille gravitationnelle schema
Schéma illustrant le phénomène de lentille gravitationnelle : les rayons lumineux en provenance d’une source lumineuse lointaine sont déviés par un corps massif se trouvant entre la source et l’observateur. Ce dernier reçoit des images déformées de la source, lui permettant d’observer des détails ordinairement impossible à voir. Crédits : Wikimédia/Domaine public

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