À propos de cette image
Cet anneau d'Einstein spectaculaire se forme lorsque deux galaxies s'alignent presque parfaitement le long de notre ligne de mire, provoquant la courbure et la distorsion de la galaxie massive du premier plan en un anneau presque parfait. Nommés d'après Albert Einstein, qui a prédit ce phénomène de lentille gravitationnelle comme conséquence de sa théorie de la relativité générale, ces anneaux sont parmi les confirmations les plus frappantes visuellement des idées révolutionnaires d'Einstein sur la nature de l'espace et du temps. La galaxie de premier plan dans SDSS J0946+1006 agit comme une loupe cosmique, déformant l'espace-temps si sévèrement que la lumière de la galaxie d'arrière-plan est complètement courbée autour d'elle, créant l'arc lumineux que nous voyons. Ce qui rend ce système particulier extraordinaire, c’est qu’il contient non pas un mais deux anneaux d’Einstein – un double anneau rare créé par deux galaxies d’arrière-plan situées à des distances différentes, toutes deux lentilles par la même galaxie de premier plan.
Importance scientifique
Les anneaux d'Einstein comme SDSS J0946+1006 font partie des outils les plus puissants dont disposent les astronomes pour étudier la matière noire et tester la relativité générale à l'échelle cosmique. La géométrie de l'anneau retrace directement la distribution de masse totale de la galaxie lentille, incluant à la fois les étoiles visibles et le halo invisible de matière noire qui domine la masse. Contrairement à d’autres méthodes qui mesurent uniquement la masse dans certains rayons, la lentille gravitationnelle fournit des mesures de masse à la distance précise où se forme l’anneau. La découverte d'un double anneau d'Einstein dans ce système s'est avérée particulièrement précieuse car elle fournissait deux contraintes indépendantes sur le profil de masse de la galaxie lentille à différents rayons. La comparaison des distributions de matière noire déduites de la lentille avec les prédictions de simulations cosmologiques teste notre compréhension de la façon dont les halos de matière noire se forment et évoluent autour des galaxies. Les anneaux d'Einstein agrandissent également les galaxies sources de fond, permettant ainsi des études détaillées de galaxies lointaines qui autrement seraient trop faibles pour être observées.
Détails d'observation
Hubble a observé SDSS J0946+1006 en utilisant la caméra avancée pour les enquêtes (ACS) dans plusieurs filtres optiques pour capturer à la fois la galaxie de lentille de premier plan et les anneaux d'arrière-plan de lentille. La haute résolution angulaire de Hubble était essentielle pour séparer les deux anneaux d'Einstein concentriques, qui ont des diamètres angulaires de seulement quelques secondes d'arc. L'anneau intérieur provient d'une galaxie d'arrière-plan à redshift z=0,609, tandis que l'anneau extérieur provient d'une galaxie plus lointaine à z=2,035. Les observations spectroscopiques à partir de télescopes au sol ont confirmé les redshifts et ont fourni des mesures de dispersion de vitesse qui complétaient les estimations de masse des lentilles. Une modélisation détaillée des formes d'anneaux a limité l'ellipticité et le profil radial du halo de matière noire de la galaxie lentille.
Position dans l'univers
Constellation
Lion
Distance depuis la Terre
3 milliards d'années-lumière (galaxie lentille)
Faits intéressants
- 1
SDSS J0946+1006 est l'un des rares « doubles anneaux d'Einstein » connus, des systèmes dans lesquels une seule galaxie de premier plan crée deux anneaux concentriques à partir de deux galaxies d'arrière-plan différentes.
- 2
L'alignement précis requis pour créer un anneau d'Einstein parfait est si improbable que moins de 100 systèmes de ce type sont connus parmi les milliards de galaxies de l'univers observable.
- 3
En mesurant la taille et la luminosité des anneaux d'Einstein, les astronomes peuvent « peser » la galaxie lentille, y compris sa matière noire invisible, trouvant souvent des masses de matière noire 10 fois supérieures à celles des étoiles visibles.
Crédit image : NASA, ESA, télescope spatial Hubble
