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Une chaîne dans l'espace-temps vient de nous donner quatre vues d'une étoile qui explose

2021

Bien que le ciel nocturne semble souvent si paisible et immobile, un examen plus attentif révèle des mouvements et des changements constants. En Californie, l’Intermédiaire Palomar Transient Factory (iPTF) recherche des phénomènes éphémères dans les cieux, tels que des étoiles dont la luminosité varie, ou des planètes passant devant leurs étoiles.

Une nuit de septembre 2016, l'observatoire a repéré quelque chose qui n'existait pas auparavant: une supernova est apparue sur les lieux.

"Ce qui a immédiatement attiré mon attention, c'est qu'il était trop brillant, dit Ariel Goobar, chercheur en cosmologie et physique à l'université de Stockholm. Il a brillé plus de 50 fois plus intensément qu'il ne le devrait."

Une fois que ses collègues et lui s’étaient assurés que leurs données n’étaient pas erronées, ils se sont rendus compte que la lumière de la supernova était amplifiée par une galaxie qui passait devant. En zoomant, ils réalisèrent qu'ils pouvaient réellement voir quatre images différentes de la supernova entourant la galaxie intermédiaire.

Les résultats sont publiés aujourd'hui dans Science et pourraient aider à mesurer la rapidité avec laquelle l'univers se développe - ce que les cosmologues discutent encore.

"par": [(ESO / NRAO / NAOJ), L. Calçada (ESO), Y. Hezaveh et al., édité et modifié par Joel Johansson à l’aide de lentilles de galaxies lointaines qui forment des étoiles (schemati "

Comme une lourde boule de bowling sur une feuille de caoutchouc, la gravité d'une galaxie ou d'un autre objet massif peut déformer le tissu de l'espace-temps qui l'entoure. Ainsi, lorsque la lumière que la supernova (surnommée iPTF16geu) a rencontrée dans cette galaxie, celle-ci a agi comme une lentille, divisant la lumière en quatre images distinctes et la pliant de manière à en amplifier l'intensité.

Une équipe de l'Université de Californie, Berkeley, a été la première à imager une supernova à lentille gravitationnelle en 2015. L'annonce faite aujourd'hui est passionnante, car le type de supernova devrait faciliter l'exploration de la structure de l'univers.

iPTF16geu est une supernova de type Ia. Ces étoiles mourantes brûlent à une luminosité constante, ce qui aide les scientifiques à mesurer leur distance. Pour cette raison, ils s'appellent des bougies standard.

Goobar et son équipe sachant comment la lumière de cette supernova devrait changer au fil du temps, ils l'utilisent pour estimer la différence de temps d'arrivée entre les quatre images de la supernova, qui sont arrivées par des chemins distincts à travers l'espace. Selon Goobar, cette différence dans les temps d'arrivée "est très précieuse, car elle permet de mesurer le taux d'expansion de l'Univers, c'est-à-dire la constante de Hubble". Ce travail est toujours en cours.

Les installations de Palomar sont sur le point d’être 10 fois plus efficaces grâce aux améliorations prévues pour cette année. Goobar et son équipe espèrent découvrir d'autres systèmes à lentilles gravitationnelles comme celui-ci dans les années à venir, afin d'affiner leur mesure du taux d'expansion de l'univers et, avec un peu de chance, de mieux éclairer les effets de lentilles des galaxies.

"Nous sommes intrigués par la grande amplification de la lumière de la supernova, déclare Goobar." Nous aurions été environ 1000 fois plus susceptibles d'en trouver une avec seulement 5 fois l'amplification. Pourquoi n'avons-nous pas vu cela? Étions-nous simplement chanceux de trouver un système avec une amplification de 52 fois? "

Robert Quimby, co-auteur du nouveau document, se dit surpris que iPTF ait réussi à trouver cet objet. Les scientifiques s’attendaient à ce que les objets plus éloignés aient plus de chances d’avoir un gros objet devant eux. Mais iPTF ne peut pas voir les supernovas très lointaines.

"Il est difficile de tirer les conclusions d'un seul événement", a-t-il déclaré. "Nous avons encore beaucoup à apprendre sur les lentilles gravitationnelles et sur la façon dont les lentilles ayant un grossissement aussi élevé sont présentes dans l'univers."

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