À propos de cette image
Cette image présente l'une des démonstrations les plus spectaculaires de la relativité générale d'Einstein jamais observée : l'amas de galaxies SDSS J1004+4112, dont l'immense champ gravitationnel déforme si sévèrement le tissu de l'espace-temps qu'il plie et divise la lumière des objets situés loin derrière lui. Situé à environ 7 milliards d'années-lumière dans la constellation du Lion Mineur, l'amas agit comme une loupe cosmique, produisant de multiples images déformées des galaxies d'arrière-plan et, plus remarquable encore, divisant la lumière d'un seul quasar distant en cinq images distinctes disposées autour du noyau de l'amas. Cette configuration à cinq images a été la première du genre jamais découverte à être produite par un amas de galaxies plutôt que par une seule galaxie, faisant de ce système un point de référence dans la recherche sur les lentilles gravitationnelles. Chaque image de quasar montre le même objet à un moment légèrement différent de son histoire, puisque la lumière suit des chemins de longueurs différentes autour de l'amas.
Importance scientifique
SDSS J1004+4112 est un système clé pour la science des lentilles gravitationnelles, car sa configuration de quasar à cinq images fournit des contraintes inhabituellement fortes sur la distribution de masse au sein de l'amas. Les délais entre les multiples images de quasar peuvent être utilisés pour mesurer la constante de Hubble indépendamment d’autres méthodes telles que les supernovae ou le fond diffus cosmologique. Cela rend le système précieux pour résoudre la tension actuelle entre différentes mesures de l’expansion cosmique. La disposition précise des cinq images révèle la forme détaillée du halo de matière noire, y compris la sous-structure qui trace les galaxies individuelles au sein de l'amas. De telles mesures sont essentielles pour tester les modèles cosmologiques et comprendre comment la matière noire s’agglutine à différentes échelles. Le grossissement gravitationnel permet également aux astronomes d’étudier le quasar de fond lointain avec plus de détails qu’il ne serait possible autrement.
Détails d'observation
Cette image a été capturée à l'aide de la caméra avancée pour les enquêtes (ACS) de Hubble dans plusieurs filtres à large bande couvrant les longueurs d'onde visibles jusqu'au proche infrarouge. La résolution angulaire précise de Hubble était essentielle pour séparer clairement les cinq images de quasar étroitement espacées et intégrées dans la lumière diffuse des galaxies membres de l'amas. Des mesures photométriques minutieuses de chaque image quasar ont permis de détecter les variations de luminosité et d'établir des délais entre les images. Des observations spectroscopiques supplémentaires ont confirmé que les cinq sources ponctuelles partagent des signatures spectrales identiques, vérifiant qu'il s'agit de plusieurs images du même quasar de fond.
Position dans l'univers
Constellation
Lion Mineur
Distance depuis la Terre
7 milliards d'années-lumière
Faits intéressants
- 1
Les cinq images du quasar d'arrière-plan arrivent sur Terre à des moments différents car chaque trajet lumineux a une longueur différente - les délais entre eux peuvent atteindre des années, permettant aux astronomes de voir littéralement le même événement cosmique se répéter à des moments différents.
- 2
SDSS J1004+4112 a été le premier amas de galaxies jamais découvert à produire cinq images distinctes d'un seul quasar d'arrière-plan, une configuration nécessitant un alignement extraordinairement précis entre le quasar, l'amas et la Terre.
- 3
En mesurant les positions et la luminosité des cinq images quasar, les astronomes peuvent cartographier la répartition de la matière noire dans l'amas, en utilisant essentiellement la lumière de l'univers lointain comme sonde de matière invisible.
Crédit image : NASA, ESA, télescope spatial Hubble
