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 exemple particulier, SDSS J125028.25+052349, présente l'une des prédictions les plus élégantes de la théorie de la relativité générale d'Einstein : des objets massifs courbent la géométrie de l'espace-temps, déviant la lumière de sa trajectoire rectiligne. L’arc lisse et lumineux entourant la galaxie du premier plan est en réalité une image fortement déformée d’une galaxie beaucoup plus lointaine, étirée et agrandie par la lentille gravitationnelle pour former un anneau presque parfait. Chaque système d'anneaux d'Einstein fournit aux astronomes un instrument de précision pour mesurer la masse totale de la galaxie lentille, y compris les grandes quantités de matière noire invisible qui dominent son champ gravitationnel.
Importance scientifique
SDSS J125028.25+052349 appartient à l'échantillon SLACS de galaxies à lentilles gravitationnelles, qui ont collectivement transformé notre compréhension de la structure de masse interne des galaxies elliptiques. En combinant la mesure de la masse par lentille gravitationnelle (qui sonde la masse totale projetée dans le rayon de l'anneau d'Einstein) avec les mesures de dispersion de la vitesse stellaire issues de la spectroscopie (qui sondent le potentiel gravitationnel de manière complémentaire), les astronomes peuvent contraindre séparément les contributions de la matière noire et de la matière lumineuse au bilan de masse total. Les résultats de l'enquête SLACS ont démontré que les profils de masse totale des galaxies elliptiques massives suivent une forme de loi de puissance presque universelle proche de l'isotherme (densité proportionnelle à 1/r²), quelle que soit la taille ou la luminosité de la galaxie. Cette uniformité remarquable impose une forte contrainte aux modèles de formation des galaxies et suggère que les processus de formation des étoiles et d’assemblage de la matière noire conspirent pour produire un résultat final cohérent sur une large gamme de masses de galaxies.
Détails d'observation
Cette image a été obtenue à l'aide de la caméra avancée pour les enquêtes (ACS) de Hubble dans les filtres F435W et F814W (environ bande B et bande I) dans le cadre du programme d'imagerie instantanée de l'enquête SLACS. L’approche à deux filtres a permis aux astronomes de séparer la lumière bleue de la source de fond de la lentille de la lumière plus rouge de la galaxie de la lentille de premier plan, permettant ainsi une modélisation nette des deux composants. L'imagerie ACS était essentielle car les rayons de l'anneau d'Einstein des lentilles SLACS sont généralement de 1 à 2 secondes d'arc - trop petits pour être résolus clairement avec les télescopes au sol, mais parfaitement adaptés à la résolution de 0,05 seconde d'arc de Hubble.
Position dans l'univers
Constellation
Vierge
Distance depuis la Terre
Objectif : ~3 milliards d'années-lumière ; Source : ~8 milliards d'années-lumière
Faits intéressants
- 1
Cet anneau d'Einstein a été découvert dans le cadre de l'enquête Sloan Lens ACS (SLACS), qui a systématiquement recherché des millions de spectres de galaxies du Sloan Digital Sky Survey pour identifier les candidats où deux galaxies situées à des distances différentes se trouvaient le long de la même ligne de visée.
- 2
La forme d'anneau presque parfaite signifie que l'alignement entre la galaxie d'arrière-plan, la galaxie lentille et la Terre est précis à une fraction de seconde d'arc près, soit l'équivalent de la largeur d'un cheveu humain vu à une distance d'environ 10 miles.
- 3
Les systèmes d'anneaux d'Einstein permettent aux astronomes de mesurer la masse totale contenue dans le rayon de l'anneau avec une précision de quelques pour cent seulement, ce qui fait de la lentille gravitationnelle l'une des techniques de mesure de masse les plus précises de toute l'astrophysique.
Crédit image : NASA, ESA, télescope spatial Hubble
