À propos de cette image
Cette image Hubble de l'amas de galaxies Abell 1689 révèle un trésor de galaxies d'arrière-plan agrandies qui autrement se trouveraient bien hors de portée, même des télescopes les plus puissants. Située à 2,2 milliards d'années-lumière de la Terre dans la constellation de la Vierge, la masse colossale de l'amas agit comme une loupe cosmique, courbant et amplifiant la lumière des galaxies situées à des milliards d'années-lumière derrière elle. Parmi les découvertes les plus remarquables réalisées grâce à la lentille gravitationnelle d'Abell 1689 figurent certaines des galaxies les plus lointaines jamais observées, dont la lumière est apparue lorsque l'univers avait moins d'un milliard d'années. Ces images faibles et agrandies apparaissent sous la forme de minuscules arcs et de stries déformés dispersés dans le champ de l'amas, chacun étant une fenêtre sur la première époque de formation des galaxies. En étudiant ces vues amplifiées gravitationnellement de l’univers naissant, les astronomes acquièrent des informations inestimables sur la façon dont les premières galaxies se sont assemblées, à quelle vitesse elles ont formé des étoiles et comment elles ont contribué à la réionisation de l’hydrogène gazeux de l’univers au cours de l’aube cosmique.
Importance scientifique
Le pouvoir de lentille gravitationnelle exceptionnel d'Abell 1689 en a fait l'un des outils les plus importants de la cosmologie d'observation pour sonder l'univers lointain. En grossissant les galaxies qui existaient à l'époque de la réionisation – la période d'environ 200 millions à un milliard d'années après le Big Bang, lorsque les premières étoiles et galaxies ont inondé l'univers de rayonnement ultraviolet, transformant l'hydrogène neutre qui remplissait l'espace intergalactique en le plasma ionisé qui l'imprègne aujourd'hui – Abell 1689 a permis la détection et la caractérisation de certaines des premières galaxies connues. Ces observations ont fourni des contraintes cruciales sur la fonction de luminosité ultraviolette des premières galaxies, directement liées à la question de savoir si les premières galaxies produisaient suffisamment de rayonnements ionisants pour provoquer la réionisation. Le cluster a également été utilisé pour tester des paramètres cosmologiques, notamment l'équation d'état de l'énergie sombre, en comparant la géométrie des lentilles observée avec les prédictions théoriques de différents modèles cosmologiques. La combinaison des données de lentilles fortes et faibles d'Abell 1689 a produit certaines des contraintes les plus strictes sur la relation masse-concentration des amas de galaxies, une prédiction fondamentale du cadre de la matière noire froide.
Détails d'observation
Ces observations ont été obtenues avec la caméra avancée pour les enquêtes (ACS) de Hubble dans des expositions optiques profondes et complétées par une imagerie proche infrarouge de la caméra grand champ 3 (WFC3). Les données dans le proche infrarouge étaient essentielles pour détecter les galaxies à lentilles les plus éloignées, dont la lumière a été décalée vers le rouge par l'expansion de l'univers des longueurs d'onde ultraviolettes et visibles vers l'infrarouge. L'ensemble de données optiques et infrarouges combinés a permis d'estimer le redshift photométrique pour des centaines de sources de fond à lentille, cartographiant la distribution tridimensionnelle des galaxies lointaines derrière l'amas. La profondeur exceptionnelle des observations, combinée au grossissement de l'amas, a sondé des populations de galaxies plusieurs fois plus faibles que le champ ultra profond de Hubble à des redshifts comparables.
Position dans l'univers
Constellation
Vierge
Distance depuis la Terre
2,2 milliards d'années-lumière
Faits intéressants
- 1
En utilisant Abell 1689 comme télescope gravitationnel, les astronomes ont découvert une galaxie avec un redshift de 7,6, ce qui signifie que sa lumière a été émise alors que l'univers n'avait qu'environ 700 millions d'années – l'une des galaxies les plus éloignées connues au moment de sa découverte.
- 2
Le grossissement fourni par Abell 1689 peut augmenter la luminosité des galaxies d'arrière-plan par des facteurs de 10 à 100, donnant ainsi à Hubble la puissance de collecte de lumière d'un télescope doté d'un miroir plusieurs fois supérieur à sa taille réelle.
- 3
Certaines galaxies d'arrière-plan derrière Abell 1689 apparaissent sous forme d'images multiples - la même galaxie visible à deux, trois ou même cinq emplacements distincts dans l'image - car la lumière emprunte des chemins différents autour de l'espace-temps déformé de l'amas, chacun arrivant d'une direction légèrement différente.
Crédit image : NASA, ESA, télescope spatial Hubble
