À propos de cette image
Einstein sonne ainsi lorsque deux galaxies sont presque parfaitement alignées, l'une derrière l'autre, et que le champ gravitationnel de la galaxie la plus proche courbe la lumière de la galaxie la plus éloignée en arcs lumineux autour d'elle. Cet anneau d'Einstein particulier, SDSS J120540, représente l'une des démonstrations naturelles les plus élégantes de la relativité générale – la théorie publiée par Albert Einstein il y a plus d'un siècle prédisant que des objets massifs déforment le tissu de l'espace-temps et courbent les chemins de lumière passant à proximité d'eux. L'arc circulaire presque parfait formé par la lumière déformée de la galaxie d'arrière-plan indique un alignement extraordinairement précis entre les deux galaxies, le genre de coïncidence cosmique qui ne se produit que quelques fois dans l'ensemble du ciel observable. Ces lentilles gravitationnelles servent de balance cosmique, permettant aux astronomes de peser la galaxie du premier plan en mesurant à quel point elle courbe la lumière qui passe autour d'elle.
Importance scientifique
Les anneaux d'Einstein constituent l'une des méthodes les plus directes et indépendantes des modèles pour mesurer la masse totale des galaxies, y compris la matière noire qui constitue la majorité de leur influence gravitationnelle. La géométrie de l'anneau (son rayon, son ellipticité et sa répartition de luminosité) code des informations précises sur la répartition de masse de la galaxie lentille, permettant aux astronomes de sonder le halo de matière noire qui s'étend bien au-delà des étoiles visibles. La géométrie annulaire presque complète du SDSS J120540 indique un alignement presque parfait et une distribution de masse relativement symétrique dans la galaxie lentille, ce qui en fait un cas idéal pour tester la relativité générale à des échelles extragalactiques. Des études comparatives des anneaux d'Einstein à différents redshifts ont révélé comment les profils de masse des galaxies évoluent au fil du temps cosmique, montrant que les halos de matière noire s'étendent de plus en plus à mesure que les galaxies vieillissent et fusionnent avec leurs voisines. Ces systèmes de lentilles gravitationnelles agrandissent également les galaxies sources de fond, permettant ainsi d’étudier des galaxies lointaines qui autrement seraient trop faibles pour une analyse spectroscopique détaillée.
Détails d'observation
Cette image a été capturée à l'aide de la caméra avancée pour les enquêtes (ACS) de Hubble dans des filtres de lumière visible dans le cadre de l'enquête Sloan Lens ACS (SLACS), une recherche systématique de lentilles gravitationnelles parmi les candidats identifiés spectroscopiquement dans le cadre du Sloan Digital Sky Survey. L'ACS a fourni la résolution angulaire nécessaire pour résoudre la structure en anneau et la séparer de la lumière de la galaxie lentille de premier plan. Une soustraction minutieuse du profil de lumière lisse de la galaxie au premier plan était nécessaire pour révéler toute l'étendue de l'anneau d'Einstein. La spectroscopie de suivi a confirmé les redshifts de la lentille et des galaxies sources, établissant ainsi la géométrie physique du système de lentilles.
Position dans l'univers
Constellation
Vierge
Distance depuis la Terre
Objectif : ~2 milliards d'années-lumière ; Source : ~6 milliards d'années-lumière
Faits intéressants
- 1
Einstein lui-même pensait que les lentilles gravitationnelles ne seraient jamais observées en raison de la précision de l'alignement requis. Pourtant, Hubble en a découvert des centaines, prouvant que l'univers est suffisamment grand pour produire même les configurations les plus improbables.
- 2
La forme de l'anneau ne se forme que lorsque l'alignement entre la source d'arrière-plan, la galaxie lentille et la Terre est presque parfait - même un léger décalage transforme l'anneau en arcs partiels ou en plusieurs images distinctes de la galaxie d'arrière-plan.
- 3
En mesurant le rayon et la luminosité de l'anneau d'Einstein, les astronomes peuvent calculer la masse totale de la galaxie lentille — y compris son halo invisible de matière noire — avec une précision remarquable, indépendamment de toute hypothèse sur le contenu stellaire de la galaxie.
Crédit image : NASA, ESA, télescope spatial Hubble
