À propos de cette image
Cette image époustouflante de l'amas de galaxies Cl 0024+17 révèle l'extraordinaire déformation de l'espace prédite par la théorie générale de la relativité d'Einstein. Les galaxies elliptiques et spirales de couleur jaune dispersées sur l’image sont membres de l’amas lui-même, situé à environ 4 milliards d’années-lumière. Mais les stries et arcs bleus frappants sont bien plus remarquables : des images déformées et agrandies de galaxies beaucoup plus lointaines situées loin derrière l’amas. L'immense champ gravitationnel de l'amas – dominé par la matière noire invisible – agit comme une loupe cosmique, courbant et étirant la lumière de ces galaxies d'arrière-plan vers les arcs allongés que nous voyons. Ce phénomène, appelé lentille gravitationnelle, transforme des amas massifs de galaxies en télescopes naturels qui permettent aux astronomes d'étudier des galaxies qui autrement seraient trop faibles et trop éloignées pour être observées.
Importance scientifique
Cl 0024+17 est l'un des systèmes de lentilles gravitationnelles les plus étudiés et a joué un rôle déterminant dans la cartographie de la répartition de la matière noire dans les amas de galaxies. En modélisant soigneusement les positions et les formes des galaxies de fond lentilles, les astronomes peuvent reconstruire la distribution de masse de l'amas lentille, y compris la matière noire invisible qui domine son champ gravitationnel. Les études de Cl 0024+17 ont révélé une structure en forme d'anneau dans sa répartition de matière noire, peut-être le vestige d'une collision entre deux amas massifs il y a environ 1 à 2 milliards d'années. Cet «anneau de matière noire» constitue l'une des preuves les plus solides que la matière noire est une substance réelle qui peut être séparée de la matière normale lors de violentes collisions cosmiques. L'amas sert également de télescope naturel, grossissant les galaxies lointaines et permettant d'étudier la formation des étoiles et la structure des galaxies à des époques où l'univers avait moins de la moitié de son âge actuel.
Détails d'observation
Hubble a observé Cl 0024+17 à l'aide de la caméra avancée pour les enquêtes (ACS) et de la caméra grand champ 3 (WFC3) dans plusieurs filtres optiques et proche infrarouge. Les observations approfondies à plusieurs longueurs d'onde ont permis l'identification et la mesure des galaxies membres de l'amas et des sources de fond cristallin. Une analyse photométrique et spectroscopique minutieuse a permis de distinguer les membres de l'amas au premier plan (apparaissant principalement en jaune-rouge) des galaxies à lentilles plus éloignées (apparaissant en bleu en raison de la formation active d'étoiles). Un logiciel de modélisation de lentille gravitationnelle a été utilisé pour cartographier la distribution de masse totale de l'amas à partir des positions et des formes de plusieurs images à lentilles, révélant ainsi la structure sous-jacente de la matière noire, invisible à l'observation directe.
Position dans l'univers
Constellation
Poissons
Distance depuis la Terre
4 milliards d'années-lumière
Faits intéressants
- 1
Certains des arcs bleus de cette image sont plusieurs images de la même galaxie d'arrière-plan, déformées et dupliquées par la lentille gravitationnelle de l'amas.
- 2
Cl 0024+17 contient tellement de matière noire que sa masse totale est environ 100 000 milliards de fois la masse de notre Soleil – et pourtant la majeure partie de cette masse est complètement invisible.
- 3
La lentille gravitationnelle de Cl 0024+17 agrandit les galaxies d'arrière-plan par des facteurs de 2 à 10, permettant à Hubble d'étudier des objets qui autrement seraient trop faibles pour être vus.
Crédit image : NASA, ESA, télescope spatial Hubble
