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Note : toutes les miniatures sont dotées d’un lien conduisant vers la page du site de l’APOD qui contient les textes anglais et les photographies originales. Les textes sont quelquefois une adaptation des textes de l’APOD et ne sont donc pas une traduction fidèle. J’ai souvent ajouté mes propres commentaires, ou encore fait un résumé rapide. J’ai aussi modifié la plupart des hyperliens vers des pages françaises. Les photos les plus récentes apparaissent en haut de la page.

LA GRAVITÉ

S'agit-il d'une seule galaxie ou de deux? Bien qu'elle semble n'en être qu'une, la réponse est deux. Ce phénomène peut se produire lorsqu'une petite galaxie entre en collision avec une plus grande et se retrouve au centre de celle-ci. Mais sur dans le cas de cette image, un phénomène plus rare se produit. La galaxie elliptique centrale de couleur claire est beaucoup plus près de la Voie lactée que la galaxie spirale bleue et rouge qui l’entoure. Ce phénomène se produit lorsque des galaxies proches et lointaines sont parfaitement alignées. La galaxie proche exerce alors une attraction gravitationnelle sur la lumière de la galaxie lointaine. La galaxie lointaine semble alors l’entourer. Ce phénomène est un effet appelé lentille gravitationnelle. Cette image a été captée par le télescope spatial James Webb et elle nous montre un anneau d’Einstein complet en plus de nombreuses caractéristiques des deux galaxies. Des lentilles galactiques comme celle-ci peuvent révéler de nouvelles informations sur la distribution de masse de la lentille au premier plan et la distribution lumineuse de la source en arrière-plan. (Image Credit: ESA/Webb, NASA & CSA, G. Mahler)
21 avril 2025

Voyez-vous l’anneau? Si vous regardez de près le centre de la galaxie NGC 6505, l’anneau devient évident. C'est la gravité de NGC 6505, la galaxie elliptique proche (z = 0,042) que vous pouvez facilement voir, qui grossit et déforme l'image d'une lointaine galaxie en un cercle complet. Pour créer un anneau d'Einstein complet, il faut un alignement parfait du centre de la galaxie proche et d'une partie de la galaxie d'arrière-plan. L'analyse de cet anneau et des multiples images de la galaxie d'arrière-plan aident à déterminer la masse et la fraction de matière noire au centre de NGC 6505, ainsi qu'à découvrir des détails inédits dans la galaxie déformée. Cette image a été captée par le télescope Euclid de l'ASE qui est en orbite autour de la Terre en 2023 et publiée plus tôt ce mois-ci (Image Credit & Copyright: ESA, NASA, Euclid Consortium; Processing: J.-C. Cuillandre, G. Anselmi, T. Li).
26 février 2025

Cliquez sur le bouton «jouer» pour observer la fusion de deux trous noirs. Inspirée par la première détection d'ondes gravitationnelles par LIGO, cette simulation joue au ralenti ce qui dans la réalité ne dure qu'environ un tiers de seconde. Figurant sur une scène cosmique, les trous noirs reposent devant des étoiles, des gaz et de la poussière. Leur gravité extrême dévie la lumière provenant de plus loin en deux anneaux d'Einstein avant leur union finale alors qu'ils tournent l'un autour de l'autre en spirale. Les ondes gravitationnelles, autrement invisibles, sont produites par la rapide fusion des deux monstres cosmiques. Sur cette simulation, on illustre ces ondes par un léger tressaillement de l'image tant à l'intérieur qu'à l'extérieur de l'anneau d'Einstein engendré par la fusion. Surnommées GW150914 (gravitationnels waves du 14 septembre 2015), les ondes gravitationnelles détectées par LIGO correspondent à la fusion de deux trous noirs située à 1,3 milliard d’années-lumière de nous et dont les masses sont de 36 et 29 masses solaires. La masse du nouveau trou noir créé est de 62 fois celle du Soleil. Les trois masses solaires manquantes ont été converties en énergie dans les ondes gravitationnelles. Depuis cette première détection d’ondes gravitationnelles, les observatoires d’ondes gravitationnelles LIGO et VIRGO ont rapporté plusieurs autres observations de la fusion de systèmes massifs et la semaine dernière l’équipe EHT a rendu publique la première image à l’échelle d l’horizon d’un trou noir. (Simulation Credit: Simulating eXtreme Spacetimes Project)
10 mai 2024
REPRISE du 14 avril 2019, du 12 février 2016
À quelque 4 milliards d’années-lumière de la Voie lactée, l'amas galactique massif Abell 370 semble sur cette image prise par le télescope spatial Hubble dominer par seulement deux galaxies elliptiques géantes et infesté de pâles arcs lumineux. Les pâles arcs bleuâtres dispersés sur toute l'image ainsi le brillant dragon en bas et à gauche du centre sont tous des galaxies situées très loin à l'arrière d'Abell 370. Ces galaxies sont environ deux fois plus éloignées et elles seraient non observables si leur lumière n'était pas amplifiée et déformée par la gravité de l'énorme masse de l'amas, masse surtout constituée de matière noire invisible. Cet effet connu sous le nom de lentille gravitationnelle nous permet d'avoir un regard sur les galaxies du jeune univers. L'effet de lentille gravitationnelle avait été prédit il y a un siècle par la théorie de la gravité d'Albert Einstein. Très éloigné de l'étoile de la Voie lactée que l'on voit en bas à droite, Abell 370 est situé dans la constellation de la Baleine. C'est le dernier des six amas galactiques imagés dans le projet «Frontier Fields» récemment terminé. ( Image Credit: NASA, ESA, Jennifer Lotz and the HFF Team (STScI))
12 septembre 2023
REPRISE du 6 mai 2017

En surveillant 68 pulsars avec de très grands radiotélescopes, le NANOGrav (North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves) a découvert des preuves de l’existence d’un bruit de fond d’ondes gravitationnelles (« gravitational wave (GW) background ») en mesurant minutieusement les minuscules changements temporels d’arrivée des impulsions. Les décalages des signaux sont corrélés entre différents pulsars de manière qui indique qu’ils sont produits par les ondes gravitationnelles. Ce bruit de fond est probablement dû à des centaines de milliers, voire des millions, de trous noirs binaires supermassifs. Des équipes d’Europe, d’Asie et d’Australie ont publié aujourd'hui leurs résultats de manière indépendante. Auparavant, les détecteurs LIGO et Virgo avaient détecté des ondes gravitationnelles à des fréquences plus élevées produites par la fusion de paires d’objets massifs en orbite l’un autour de l’autre, par exemple deux trous noirs stellaires. Cette illustration met en évidence les variations de l’espace-temps en représentant deux trous noirs supermassifs en orbite et les apparents légers décalages temporels des pulsars. L’empreinte des ondes gravitationnelles sur l’espace-temps lui-même est illustrée par une grille déformée. (Illustration Credit: NANOGrav Physics Frontier Center; Text: Natalia Lewandowska (SUNY Oswego))
29 juin 2023

Voici l’effet de lentille gravitationnelle produit par l’amas de galaxies MACS0647. Cet amas massif de galaxies situé à l’avant-plan déforme et agit comme une lentille sur la lumière émise par de lointaines galaxies. Les données de cette image multicolore ont été captées dans le domaine de l’infrarouge par le télescope spatial James-Webb (JWST). La source lointaine MACS0647-JD a été reproduite trois fois par l’effet de lentille de l’amas. À sa découverte par le télescope spatial Hubble, MACS0647-JD à une tache amorphe. Mais avec l’image de James-Webb, il s’avère que c’est soit une paire ou un petit groupe de galaxies. Les longueurs d'onde de la lumière émise par les objets constituant la source MACS0647-JD sont différentes, indiquant ainsi des différences potentielles dans l’âge ou dans la teneur en poussière de ces galaxies. Ces nouvelles images nous fournissent de rarissimes exemples de galaxies à une époque de seulement 100 millions d’années après le Big Bang. (Image Credit: NASA, ESA, CSA, Dan Coe (STScI), Rebecca Larson (UT), Yu-Yang Hsiao (JHU); Processing: Alyssa Pagan (STScI); Text: Michael Rutkowski (Minn. St. U. Mankato))
18 janvier 2023

Un anneau d’Einstein d’une galaxie en fusion. Il est difficile de dissimuler une galaxie à l’arrière d’un amas galactique. En effet, la gravité de l’amas agit comme une gigantesque lentille produisant de multiples images de la galaxie lointaine sur les côtés tout en les déformant considérablement. C’est ce que l’on peut observer sur cette image captée par le télescope spatial Hubble et récemment retraitée. L’amas GAL-CLUS-022058c comprend plusieurs galaxies et son effet de lentille gravitationnelle déforme une galaxie lointaine jaune-rouge en des arcs visibles autour du centre de l’image. Surnommé l’anneau d’Einstein en fusion, à cause de son inhabituelle apparence, quatre images de la même galaxie lointaine ont été identifiées. Un amas de galaxies ne peut pas créer de tels arcs lisses si la distribution de sa masse est assez uniforme et donc pas concentrée dans les galaxies visibles de l’amas. L’analyse des positions de ces arcs gravitationnels permet aux astronomes d’estimer la distribution de la matière noire dans l’amas. Cette analyse permet aussi de déduire le moment où les étoiles de ces anciennes galaxies sont nées. (Image Credit: ESA/Hubble & NASA, S. Jha; Processing: Jonathan Lodge)
5 juillet 2022

Un smiley gravitationnel cosmique. La théorie de la relativité générale d'Albert Einstein a été publiée en novembre 1916. Elle est donc plus que centenaire. Cette théorie prédisait l'effet de lentille gravitationnelle qui donne cette apparence moqueuse à cette galaxie éloignée vue à travers les lorgnettes en rayon X et en lumière visible des télescopes spatiaux Chandra et Hubble. Surnommé le groupe galactique du Chat du Cheshire, il est constitué de deux grosses galaxies elliptiques qui sont entourées d'arcs lumineux lui donnant l'apparence du sourire moqueur du chat du roman d'Alice au pays des merveilles. Les arcs sont des images des galaxies lointaines dont la lumière a été déviée par la masse gravitationnelle du groupe galactique plus rapproché de nous. La masse de ce groupe galactique est constituée en majeure partie de matière sombre. En fait, les yeux du chat galactique sont les galaxies les plus lumineuses de ce groupe et elles sont en train de fusionner, car elles se rapprochent l'une de l'autre. Cette collision se produit à une vitesse de rapprochement de 1350 km/s, un déplacement si rapide qui produit une hausse de température vertigineuse de plusieurs millions de degrés. C'est cette prodigieuse source d'énergie qui est à l'origine des émissions de rayon X représentées sur cette image en des teintes violettes. Pour en savoir plus sur cette collision galactique, vous pouvez consulter cet article. Le sourire du Chat du Cheshire est formé de galaxies situées dans la constellation de la Grande Ourse à quelque 4,6 milliards d’années-lumière de nous. (Image Credit: X-ray - NASA / CXC / J. Irwin et al. ; Optical - NASA/STScI)
11 mai 2022
REPRISE du 26 octobre 2019, du 5 aout 2017 et du 27 novembre 2015

« Earendel » est-elle l’étoile la plus lointaine découverte à ce jour? Cette possibilité scientifique a vu le jour lors de l’observation d’un énorme amas de galaxies par le télescope spatial Hubble. L’effet de lentille gravitationnelle de cet amas avait agrandi et déformé une lointaine galaxie située en arrière-plan, vraiment lointaine avec un décalage vers le rouge égal à 6,2. Cette galaxie déformée est la longue chaîne rouge de cette image. On pense que les perles brillantes de cette chaîne sont des amas d’étoiles. La ligne en pointillé est l’endroit où le grossissement de la lentille gravitationnelle de l’amas est maximum, les objets étant grossis plusieurs milliers de fois. À l’intersection entre la chaîne rouge de la galaxie et la ligne de grossissement maximum se trouve une « perle » qui présente des indices laissant croire qu’il s’agit d’une seule étoile de l’univers primordial. On lui a donné le nom d’Earendel. D’autres recherches pourraient provenir d’images captées par Hubble pour voir la variation de la luminosité d’« Earendel ». Il est très probable qu’on mette aussi à contribution le nouveau télescope spatial James Webb lorsqu’il sera opérationnel plus tard cette année. Earendel est l’étoile la plus lointaine connue, bien que l’étoile qui a explosé et qui a créé le sursaut gamma GRB 090423 avait un décalage égal 8,2. (Image Credit: NASA, ESA, B. Welch (JHU), D. Coe (STScI); Processing: A. Pagan (STScI))
6 avril 2022

Chaque fois que deux trous noirs massifs entrent en collision, un fort gazouillis est diffusé dans l’Univers sous forme d’ondes gravitationnelles. Nous avons la technologie pour capter ce type d’onde que depuis sept ans, mais au cours des trois dernières campagnes d'obsevation nous avons réussi à capter 90 signaux de ce type. Cette image nous présente les spectrogrammes de ces 90 événements qui ont été captés par trois détecteurs géants, le LIGO aux États-Unis, le VIRGO en Europe et le KAGRA au Japon. Plus l’énergie captée par les détecteurs qui a été générée par la collision de trous noirs est élevée, plus le spectrogramme est brillant. Plusieurs premières scientifiques ont été réalisées grâce aux analyses de ces signaux, dont un inventaire sans précédent des trous noirs et des étoiles à neutrons ainsi qu’une nouvelle méthode pour mesurer le rythme d’expansion de notre Univers. Une quatrième série de détections d’ondes gravitationnelles avec une meilleure sensibilité est prévue pour décembre 2022. (Image Credit: NSF, LIGO, VIRGO, KAGRA, Georgia Tech, Vanderbilt U.; Graphic : Sudarshan Ghonge & Karan Jani)
7 décembre 2021

Pourquoi cette galaxie qui est la plus rapprochée de la Voie lactée ne crée-t-elle pas un effet de lentille gravitationnelle sur la galaxie située à l’arrière d’elle? Elle le fait, mais comme ces deux galaxies sont relativement rapprochées de nous, le déplacement angulaire produit est beaucoup plus petit que la taille angulaire de celles-ci. L’effet de lentille gravitationnelle est donc très faible. Cette image de NGC 3314 captée par le télescope spatial Hubble montre deux grandes galaxies spirales qui sont parfaitement alignées. La galaxie spirale au premier plan, désignée comme NGC 3314a nous apparaît presque de face avec sa forme de moulinet dessinée par de jeunes amas d’étoiles brillantes. Superposé à la lueur de la galaxie NGC 3314b d’arrière-plan, on peut également observer des rubans sombres de poussière interstellaire dans les bras spiraux de NGC 3314a. Les deux galaxies sont situées en bordure de l’amas galactique de l’Hydre qui est à environ 200 millions d’années-lumière de la Voie lactée. Les distorsions importantes dues à l’effet de lentille gravitationnelle sont beaucoup plus spectaculaires lorsque la galaxie ou l’amas de galaxies qui produit l’effet sont plus petits et plus éloignés. La galaxie éloignée peut même alors apparaître comme un anneau autour de l’amas ou de la galaxie rapprochée. En utilisant des télescopes à haute résolution, on pourra sans doute un jour observer des flashs rapides produits par les étoiles de la galaxie rapprochée grossissant momentanément la lumière des étoiles de la galaxie éloignée. (Image Credit: NASA, ESA, Hubble; Processing & Copyright: William Ostling (The Astronomy Enthusiast))
17 novembre 2021

Nous avons vu trois fois cette supernova. Quand la verrons-nous une quatrième fois? Lorsqu’une étoile lointaine explose, nous sommes chanceux de la voir, ne serait-ce qu’une fois. Mais, nous avons vu AT 2016jka trois fois parce que cette supernova était alignée derrière le centre de MACS J0138, un amas de galaxies dans la constellation de la Baleine. C’est en comparant des images captées par le télescope spatial Hubble qu’on s’est rendu compte que nous avons vu la même supernova à trois reprises. Les positions des images changent parce que la gravité de l’amas courbe la trajectoire de la lumière. Les positions de ces images sont indiquées par des cercles sur l’image du jour. Les cercles de l’image de droite sont vides, parce que les trois images de la supernova avaient disparu, leur luminosité étant trop faible. Une modélisation numérique de l’effet de lentille de l’amas nous indique cependant qu’une quatrième image devrait apparaître dans le cercle supérieur droit de l’image. Mais quand? Les meilleurs modèles prédisent que ce devrait être en 2037, avec une incertitude d’environ deux ans causée par une certaine imprécision dans la distribution de masse de l’amas et de l’histoire de la variation de la luminosité de la supernova. Des prédictions plus raffinées et une surveillance accrue de l’amas pourraient permettre aux terriens encore vivants dans quelque 16 années de voir la quatrième image de cette supernova. (Image Credit: NASA, ESA, Hubble; Data: S. A. Rodney (U. South Carolina) et al.; Image Processing: J. DePasquale (STScI))
2 novembre 2021

Presque toutes les galaxies n’ont qu’un seul noyau. Mais, est-ce que celle-ci en possède quatre? L’étrange réponse à cette question fait conclure aux astronomes que le noyau de cette galaxie n’est même pas visible sur cette image! Les ronds lumineux de cette feuille de trèfle cosmique proviennent de la lumière émise par un quasar lointain. Le champ gravitationnel de la galaxie visible au premier plan a produit quatre images distinctes de ce lointain quasar. Un quasar doit être aligné derrière le centre d’une galaxie massive pour qu’un mirage comme celui-ci soit créé. Ce phénomène est connu sous le nom de lentille gravitationnelle et on a donné le nom de croix d’Einstein à celui-ci. Plus étrange et plus rare encore, les images de la croix d’Einstein varient en luminosité, alors qu’un effet de microlentille gravitationnelle produit par des étoiles de la galaxie au premier plan s’ajoute occasionnellement à la gravité de celle-ci. (Image Credit & License: J. Rhoads (Arizona State U.) et al., WIYN, AURA, NOIRLab, NSF)
17 octobre 2021
REPRISE : 17 décembre 2017, 2 janvier 2013, 7 février 2010, 11 mars 2007, 27 mars 2005 et 10 octobre 2000

Évidemment, vous pouvez voir un rectangle de couleurs en deux dimensions, mais que pouvez-vous voir de plus? En comptant le nombre de taches de couleurs de cette image, vous pourriez estimer qu’elle contient environ 60 par 50 taches identiques réunissant chacune 256 couleurs, donc environ 60 x 50 x 256 bits d’information, soit 768 000. Le principe holographique, non encore démontré, soutient qu’il y a un maximum d’informations contenues dans les régions adjacentes à toute surface. Selon ce principe et contrairement au sens commun, la quantité d’information d’une chambre ne dépend pas de son volume, mais de la surface de ses murs. Ce principe vient de la notion de la « longueur de Planck », l’échelle de longueur (1,6 x 10-35 m) pour laquelle la physique quantique commence à dominer la gravité classique. Selon le « principe holographique », un carré dont le côté est égal à la longueur de Planck ne peut contenir qu’un seul bit d’information. C’est le physicien Gerard ‘t Hooft qui proposa ce principe en 1993. Si on applique ce principe à un trou noir, la quantité d’informations qu’il contient dépend de la surface de son horizon. L’emploi du mot holographique vient d’une analogie avec les hologrammes, une façon de créer une image en trois dimensions en projetant de la lumière cohérente sur un écran plat. Attention, certains en regardant cette image pourraient croire qu'elle ne contient pas 780 000 bits d’informations, ni même 2563000 permutations possibles, mais qu’elle ne représente que le code d’une théière tridimensionnelle. (Image Credit & Copyright: E. Winfree, K. Fleischer, A. Barr et al. (Caltech))
3 octobre 2021
REPRISE : 23 avril 2017, 13 septembre 2009, 16 décembre 2007, 30 juin 2005, 18 mai 2003, 30 avril 2002

Plus de cinquante ondes gravitationnelles ont été détectées à ce jour. Ces événements sont produits par de lointaines collisions de deux trous noirs, d’un trou noir avec une étoile à neutrons ou encore de deux étoiles à neutrons. La plupart des 50 événements ont été enregistrés par les détecteurs LIGO aux É.-U. et VIRGO en Europe. L’illustration nous indique les masses impliquées dans ces 50 événements, les points bleus correspondant aux masses plus grandes des trous noirs et les points orange aux masses plus petites des étoiles à neutrons. Les astrophysiciens spéculent encore au sujet de la nature des événements correspondant aux points blancs. Ces événements impliquent des objets dont les masses semblent être intermédiaires, entre deux et cinq masses solaires. En lumière visible, le ciel nocturne de la Terre est dominé par de brillantes planètes et des étoiles que l’on connait depuis l’aube de l’humanité. En revanche, le ciel en ondes gravitationnelles est dominé par des trous noirs lointains qui ne sont connus que depuis moins de cinq années. Comprendre le ciel en ondes gravitationnelles remodèle déjà nos connaissances non seulement sur la naissance et la mort des étoiles de l’Univers, mais aussi sur les propriétés de l’Univers lui-même. (Image Credit: LIGO Virgo Collaborations, Frank Elavsky, Aaron Geller, Northwestern U.)
4 novembre 2020

Quelle est l’origine de cette inhabituelle explosion? Il y a trois semaines, les détecteurs d’ondes gravitationnelles LIGO, aux États-Unis, et Virgo, en Italie, ont détecté une rafale de rayonnement gravitationnelle qui avait l’aspect oscillant attendu lors de la destruction d’une étoile à neutrons par un trou noir. La masse de l’un des objets de cet événement (S190814sv) serait plus grande que cinq masses solaires, soit suffisamment pour qu’il soit un trou noir. La masse de l’autre objet serait moindre que trois masses solaires et il pourrait s’agir d’une étoile à neutrons. Aucun événement semblable accompagné d’ondes gravitationnelles n’a été détecté auparavant. Malheureuse, on n’a pas depuis capté la partie visible de cette explosion, dont la lumière aurait pu être créée par la destruction de l’étoile à neutrons. En théorie, il est possible que l’objet de masse inférieure soit aussi un trou noir, même si aucun trou noir avec une si faible masse n’a été détecté auparavant. Cette vidéo a été créée pour illustrer la collision entre un trou noir et une étoile à neutrons dont on a capté les ondes électromagnétiques, en particulier les rayons du sursaut gamma GRB 050724 en 2005. La vidéo commence en nous montrant l’étoile à neutrons en orbite autour du trou noir qui est entouré de son disque d’accrétion. La forte gravité déchiquette alors l’étoile à neutrons et crée un jet perpendiculaire au disque lorsque les débris de l’étoile tombent dans le trou noir. On poursuivra les études de l’événement S190814sv avec des indices sur la nature des deux objets que l’on pourra observer dans d’autres détections semblables. (Illustration Video Credit: NASA, Dana Berry (Skyworks Digital))
3 septembre 2019

Quelle est l’origine de ces étranges arcs lumineux? En examinant les images de l’amas galactique Abell 370, les astronomes ont noté la présence d’un arc lumineux inhabituel. On n’a pas immédiatement compris la nature de cet arc et il a fallu attendre des images de meilleure qualité pour montrer que cet arc était un type d’artéfact astrophysique de lentille gravitationnelle jamais observé auparavant. L’effet de lentille provenait du centre de l’amas de galaxies. Nous savons aujourd’hui que cet arc, le plus brillant de l’amas Abell 370, consiste en deux images déformées d’une galaxie relativement normale qui se trouve à l’arrière et très loin de l’amas. La gravité d’Abell 370 a modifié le trajet de la lumière des galaxies lointaines en la dispersant sur de multiples chemins comme le fait la tige d’un verre à vin avec les objets situés derrière elle. Presque tous les spots jaunes de cette image sont des galaxies de l’amas Abell 370, mais avec un regard attentif on peut voir de nombreux arcs bleus étranges et déformés qui sont en réalité des images de galaxies lointaines produites par la lentille gravitationnelle de l’amas. L’étude d’Abell 370 et de ses images offre aux astronomes une fenêtre unique sur la répartition de la matière normale et de la matière noire dans les amas de galaxies et dans l’Univers. (Image Credit: NASA, ESA, Hubble; Processing & Copyright: Rogelio Bernal Andreo (DeepSkyColors.com))
19 mars 2019

Ce flash provenait-il de l’étoile la plus éloignée observée à ce jour? Ce soudain éclair lumineux observé par chance sur les images du télescope spatial Hubble pourrait être juste un phénomène inhabituel de lentille gravitationnelle ou encore l’image d’une étoile normale 100 fois plus éloignée que celle imagée auparavant. Le panneau de gauche de cette image montre un amas galactique de plusieurs comprenant plusieurs galaxies jaunâtres, alors que les panneaux de gauche sont un zoom d’une région de cet amas. Ces deux panneaux sont des photos prises en 2011 et en 2016. On remarque une source lumineuse en 2016 qui n’était pas là en 2011. Le spectre et la variabilité de cette source sont étrangement différents de ceux d’une supernova. Ils ont plus de ressemblance avec les propriétés d’une supergéante bleue normale dont l’intensité serait multipliée par un facteur 2000 par l’apparition d’un effet de lentille gravitationnelle. Cette source, surnommée Icare, est dans une galaxie située bien au-delà de l’amas, très loin dans l’univers. Le décalage vers le rouge de cette galaxie est égal à 1,5 ce qui correspond à une distance d’environ 9 milliards d’années-lumière. S’il y a vraiment un effet de lentille gravitationnelle, Icare n’est pas une étoile qui a explosé. Elle s’est déplacée là où il fallait pour que l’effet de lentille apparaisse. La découverte d’autres étoiles subissant un effet de lentille gravitationnelle permettra de recueillir des informations sur le contenu de matière sombre des amas galactiques et de l’Univers. (Image Credit: NASA, ESA, & P. Kelly (U. Minnesota) et al.)
11 avril 2018

Le point rougeâtre en haut et à gauche du centre de la galaxie NGC 4993 n'était pas là auparavant. Lors de la recherche des emplacements possibles d'une contrepartie optique de la détection de l'onde gravitationnelle GW170817 en aout dernier, l'apparition de ce point, dont l'intensité lumineuse diminuait, a vite pris une importance historique. Il a permis de déterminer l'emplacement exact de GW170817, permettant ainsi à nos télescopes d'examiner pour la première fois l'onde électromagnétique produite par l'évènement à l'origine de l'onde gravitationnelle. De forts indices indiquent que le bref sursaut gamma observé provient de l'explosion produite par la fusion de deux étoiles à neutrons, une kilonova. Cette image de la galaxie lenticulaire NGC 4993 et de l'emplacement du point rougeâtre a été prise par le télescope spatial Hubble quelques jours après sa découverte. On continue d'analyser l'évènement et en particulier la physique de l'explosion, la détermination des éléments lourds qui ont été créés, les similitudes entre la vitesse de l'onde gravitationnelle et celle de la lumière, ainsi que la recherche d'une nouvelle méthode d'étalonnage pour construire l'échelle des distances de notre Univers. (Image Credit: NASA & ESA)
23 octobre 2017

On a détecté pour la première fois succession rapide des ondes gravitationnelles et des radiations électromagnétiques provenant d'une fusion explosive. Les données recueillies concordent avec la collision de deux étoiles à neutrons qui se sont approchées l'une de l'autre en suivant une spirale mortelle. L'explosion a été observée le 17 aout dans NGC 4993, une galaxie elliptique relativement rapprochée, car elle n'est qu'à 130 millions d’années-lumière de nous. Les ondes gravitationnelles ont été détectées par les observatoires terrestres LIGO et Virgo. Quelques secondes plus tard, le satellite Fermi a détecté des radiations gamma, puis quelques heures après ces détections le télescope spatial Hubble et d'autres observatoires astronomiques ont capté la lumière provenant de cet évènement cataclysmique. Cette animation est une simulation de l'évènement qui a engendré ces signaux. On y voit les deux étoiles chaudes à neutrons en mouvement spiralé qui émettent des ondes gravitationnelles. Lorsqu'elles fusionnent, un puissant jet de matière est émis, produisant ainsi un bref sursaut de rayon gamma. La fusion rapidement suivie par des nuages d'éjecta qui produisent au fil du temps un épisode optique de type supernova appelé une kilonova. Cette première détection confirme que certains évènements captés par LIGO peuvent être associés à des sursauts gamma de courte durée. On pense que ces puissantes fusions d'étoiles à neutron ont ensemencé l'univers de nombreux éléments lourds, dont l'iode nécessaire à la vie, ainsi que l'uranium et le plutonium nécessaire à la fission nucléaire. Vous possédez peut-être un souvenir de ces explosions, car on croit qu'ils sont les créateurs originaux de l'or. (Illustrative Video Credit: NASA's Conceptual Imaging Lab)
16 octobre 2017

Trois détecteurs d'ondes gravitationnelles installés sur la Terre ont capté conjointement des ondulations dans l'espace-temps. C'était la quatrième détection annoncée de la fusion de deux trous noirs très éloignés de la Voie lactée. L'évènement a été baptisé GW170814 en raison de la date (14 aout 2017) de sa détection par les interféromètres LIGO d'Hanford (dans l'état de Washington), de Livingston (en Louisiane) et par le dernier né des détecteurs, celui de l'observatoire Virgo près de Pise en Italie. Le signal a été créé dans les derniers moments de la fusion de deux trous noirs situés à environ 1,8 milliard d’années-lumière de nous et dont les masses seraient 31 et 25 fois supérieures à la masse du Soleil. La comparaison des signaux captés par les trois interféromètres a permis aux astronomes de situer plus précisément les coordonnées célestes du signal. Située juste au-dessus des nuages de Magellan et généralement en direction de la constellation de l'Éridan, la région du ciel compatible avec les signaux captés par les trois détecteurs est indiquée par le contour jaune sur cette carte du ciel. Sur cette projection de toute la sphère céleste, on voit clairement l'arc de notre galaxie, la Voie lactée. La plus grande précision des coordonnées de la source d'une onde gravitationnelle par les trois détecteurs a permis peu de temps après cette détection de réaliser des observations par des moyens plus conventionnels en cherchant des ondes électromagnétiques reliées à la fusion des trous noirs. La mise en service de l'interféromètre Virgo a aussi permis de mesurer la polarisation de l'onde gravitationnelle, une propriété qui confirme encore les prédictions de la relativité générale d'Albert Einstein. (Illustration Credit: LIGO- Virgo Collaboration - Optical Sky Data: A. Mellinger)
28 septembre 2017
Comment un amas galactique peut-il créer un trou dans le fond cosmique de microondes (CMB, de l'anglais Cosmic Microwave Background). Il faut d'abord savoir que le célèbre CMB (anciennement appelé rayonnement de fond cosmologique) a été créé par le gaz refroidissant du jeune univers et qu'il s'est répandu dans à travers toute la matière existante. Nous baignons littéralement dans ce rayonnement. La gravité des gros amas galactiques est assez forte pour contenir des gaz très chauds, suffisamment chaud pour produire une diffusion accélératrice des photons infrarouges qui gagnent alors l'énergie et deviennent ainsi des photons de lumière visible. Ce processus crée alors un trou dans le CMB. Ce phénomène porte le nom d'effet Sunyaev-Zel'dovich (effet ZF). L'effet ZF est utilisé depuis des décennies pour recueillir de nouvelles informations au sujet des gaz chauds dans les amas et même pour découvrir de nouveaux amas selon une méthode assez simple. Cette image est la plus détaillée obtenue à ce jour de l'effet ZF. Elle a été réalisée en utilisant les données du réseau ALMA pour les mesures du CMB et celles du télescope spatial Hubble pour visualiser les galaxies de l'amas RX J1347.5-1145. La couleur bleue a été utilisée pour le rayonnement de fond et tous les objets jaunâtres sont des galaxies. La forme du trou ZF révèle non seulement que du gaz chaud est présent dans cet amas, mais aussi qu'il est distribué étonnamment de façon non uniforme. (Image Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Kitayama et al., NASA/ESA Hubble Space Telescope)
10 avril 2017
Pendant des années, les astrophotographes ont remarqué la présence dans l’amas galactique Abell 370 de l’arc bizarre que vous pouvez voir sur la droite de la photographie du jour. On a aussi observé des arcs semblables dans d’autres amas galactiques. Quelle est l’origine de ces arcs? Ce n’est qu’au milieu des années 1980 que l’on a réussi à fournir une explication convaincante grâce à l’amélioration de la qualité des images. Il s’agit d’un phénomène de lentille gravitationnelle (fiche 5 de cette section) produit par un amas de galaxies. La lumière provenant de galaxies situées plus loin est déviée par la gravité globale de l’amas. Nous savons aujourd’hui que l’arc de la photo du jour provient de deux images très déformées d’une galaxie plutôt ordinaire, mais située très loin derrière Abell 370. Observez une source lumineuse à travers un verre de vin et vous verrez un phénomène semblable. L’image du jour a été réalisée par le télescope spatial Hubble que l’on venait de rajeunir. Presque toutes les galaxies jaunâtres de cette photo font partie de l’amas Abell 370. On peut voir sur cette photo d’autres arcs lumineux qui sont aussi des images déformées de galaxies lointaines. L’étude de ces arcs permet d’estimer la distribution de la matière normale et de la matière sombre dans les amas galactiques. (Credit: NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team & ST-ECF)
28 aout 2016
REPRISE du 21 septembre 2009

Les galaxies près du centre de cette image captée par le télescope spatial Hubble font partie de l'amas massif Abell S1063 qui est à environ 4 milliards d’années-lumière de nous. Mais, les arcs bleuâtres sont des images déformées de galaxie qui sont bien au-delà d'Abell S1063, environ deux fois plus éloignées. Leur image est grossie et déformée par la gravité de la très grande masse invisible de l'amas, une masse qui est égale à environ un billion (1000 milliards) de masses solaires. Cet effet, connu sous le nom de lentille gravitationnelle, permet de jeter un alléchant aperçu sur les galaxies du jeune univers. Cet effet est une conséquence de la déformation de l'espace-temps par la gravité et il a été prédit par Albert Einstein il y a un siècle. Cette image d'Hubble fait partie du programme «Frontier Fields» dont le but est d'explorer la Frontière ultime de l'Univers. (Image Credit: NASA, ESA, Jennifer Lotz (STScI))
22 juillet 2016

Une nouvelle image du ciel commence à se former. Lorsque vous regardez le ciel, il vous apparait grâce à la lumière, une onde électromagnétique. Mais, au cours de la dernière année, les scientifiques ont pour la première fois vu le ciel dans un autre type de radiation, les ondes gravitationnelles. Aujourd’hui, les gens du LSC (LIGO Scientific Collaboration) ont annoncé qu’ils ont observé le flash d’ondes gravitationnelles GW151226, le deuxième de l’année, le premier, GW150914, ayant été découvert trois mois plus tôt. Comme son nom l’indique, le signal GW151226 a été capté le 26 décembre 2015. Ce signal a été détecté simultanément par les deux détecteurs LIGO, celui de Washington et celui de la Louisiane. Ce graphique animé montre la variation temporelle du signal enregistré par le détecteur Hanford de Washington. L’analyse de ce signal révèle qu’il a été émis par la fusion de deux trous noirs. Les masses de ceux-ci seraient d’environ 14 et 8 fois celle du Soleil et leur décalage vers le rouge serait de 0,09. Si la valeur de ce décalage est correcte, la source de cette radiation serait à 1,4 milliard d’années-lumière de la Terre. Notons que l’intensité et la fréquence, transformée ici en son, proviennent de l’onde gravitationnelle produite pendant la dernière seconde de la fusion des trous noirs. Puisque LIGO continue d’épier le ciel avec une sensibilité qui continue d’augmenter et que d’autres détecteurs entreront en fonction dans les prochaines années, la nouvelle vision du ciel changera surement notre compréhension de l’Univers. (Illustration Credit: LIGO, NSF)
15 juin 2016

Une galaxie peut-elle se cacher derrière une autre galaxie? Oui, sans doute, mais ce n'est pas le cas pour SDP 81. Sur cette image, la galaxie à l'avant-plan prise par le télescope spatial Hubble apparait en bleue. Elle agit comme une gigantesque lentille gravitationnelle déviant la lumière d'une galaxie à l'arrière. L'anneau rouge autour est le résultat de cette déviation. Cet anneau est en réalité une image en fausses couleurs des ondes radios émises par cette lointaine galaxie, ondes radios qui ont été captées par le réseau de radiotélescopes ALMA (Atacama Large Millimeter Array). L'alignement entre ces deux galaxies est si parfait que l'image de la galaxie lointaine forme des arcs de cercle autour de la galaxie d'avant plan, un phénomène connu sous le nom d'anneau d'Einstein. Des analyses poussées de la distorsion de cette lentille gravitationnelle indiquent qu'une petite galaxie satellite participe à la déviation de la lumière de la galaxie lointaine. Cette découverte renforce l'hypothèse que plusieurs galaxies satellites sont très peu lumineuses et qu'elles sont dominées par la matière noire. Cette galaxie satellite est le petit point blanc à gauche sur la bordure intérieure de l'anneau. Même si la dimension apparente de cet anneau d'Einstein n'est que de quelques secondes d'arc, son diamètre mesure des dizaines de milliers d'années-lumière. (Image Credit: Y. Hezaveh (Stanford) et al., ALMA (NRAO/ESO/NAOJ), NASA/ESA Hubble Space Telescope)
20 avril 2016

On a finalement détecté les fantomatiques ondes gravitationnelles. Cet exploit a été réussi grâce aux deux détecteurs LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) installés en Louisiane et dans l'état de Washington. Ils ont simultanément capté le signal en septembre 2015. Les nombreuses vérifications de la validité des résultats expliquent que la découverte n'a été publiée qu'hier. La configuration mesurée des ondes gravitationnelles coïncide avec celles émises par la fusion de deux trous survenant après la fusion de deux galaxies spirales. Immédiatement après sa formation, le trou noir induit une vibration momentanée de l'espace-temps un peu comme celle de l'air autour d'une cloche frappée durement avec un marteau, vibrations nommées en anglais «ring-down». Un phénomène prédit par Einstein, cette découverte historique confirme la pierre angulaire de la compréhension moderne de la gravité. C'est aussi la détection la plus directe d'un trou noir à ce jour. L'illustration montre la fusion de deux trous noirs ainsi que l'intensité du signal reçu par les deux détecteurs sur un intervalle de 0,3 seconde. D'autres détections futures par le détecteur Advanced LIGO et par d'autres détecteurs d'ondes gravitationnelles pourraient non seulement confirmer la nature spectaculaire de ces résultats, mais aussi nous fournir un autre moyen prometteur d'explorer notre univers et de le voir sous un jour nouveau. (Illustration Credit: LIGO, NSF, Aurore Simonnet (Sonoma State U.)
11 février 2016

Accélérez une charge électrique et vous produisez une onde électromagnétique comme la lumière. Selon la théorie de la relativité générale d'Albert Einstien, accélérez une masse et vous devriez produire une onde gravitationnelle. Facile d'observer les ondes électromagnétiques, elles sont omniprésentes. Mais jusqu'à présent, personne n'a pu détecter les fantomatiques ondes gravitationnelles. Lorsqu'elle est absorbée, une onde gravitationnelle engendre une minime oscillation semblable à celle que l'on produit en écrasant une balle en caoutchouc et en la relâchant rapidement. On peut utiliser des détecteurs symétriques, mais séparés, pour faire la différence entre les ondes gravitationnelles et les perturbations mécaniques courantes. De puissantes sources astronomiques d'ondes gravitationnelles pourraient engendrer simultanément de petites oscillations sur des détecteurs situés de part et d'autre de la Terre. Cette photographie des bras de 4 km de l'observatoire LIGO Handford situé dans l'état de Washington est un exemple d'un tel détecteur. En compagnie de son jumeau situé en Louisiane, ces deux détecteurs d'ondes gravitationnelles sont continuellement améliorés et leur sensibilité a été accrue de façon significative. (Image Credit: LIGO, Caltech, MIT, NSF)
7 février 2016
SN Refsdal : de multiples images de la première supernova ayant été prédite. C'est fait, elle s'est produite. Jamais on n'avait étudié une supernova dont l'observation avait été prédite. Cet événement inédit s'est produit dans l'amas galactique MACS J1149.5+2223. La plupart des taches brillantes de cette image sont des galaxies situées dans cet amas. La supernova SN Refsdal dont il est question s'est produite bien au-delà de cet amas et, bien entendu, il n'y a eu qu'une seule explosion stellaire. La forte masse de l'amas MACS J1149.5+2223 agit comme une immense lentille gravitationnelle qui produit plusieurs images de la supernova Refsdal. De plus, cette influence gravitationnelle de l'amas allonge le trajet lumineux de certaines des images. Nous observons donc la même supernova en des temps différents. L'une des images de la supernova nous est parvenue il y a dix ans, probablement celle dans le cercle rouge en haut, mais nous n'avons rien vu. Quatre autres images de la supernova Refsdal ont été observées en avril dernier. On peut voir ces images dans le cercle rouge du bas. C'était alors la première fois que l'on observe une supernova formant une Croix d'Einstein. Mais, il y a plus! En analysant les images, les astronomes ont prédit qu'une sixième image de la supernova était probablement en route vers la Terre et qu'on l'observerait dans moins d'une année. Plus tôt ce mois-ci, on a finalement observé cette sixième image, celle du cercle au milieu. L'étude de ce genre de séquence d'images nous permet de déterminer la distribution de la matière dans les galaxies et les amas galactiques. Elle permet aussi de mieux déterminer la vitesse d'expansion de l'Univers. Enfin, on peut mieux comprendre comment une étoile explose. (Image Credit: NASA, ESA, and S. Rodney (JHU) and the FrontierSN team; T. Treu (UCLA), P. Kelly (UC Berkeley), and the GLASS team; J. Lotz (STScI) and the Frontier Fields team; M. Postman (STScI) and the CLASH team; and Z. Levay (STScI))
21 décembre 2015
Que sont ces quatre lumières jaunes à la périphérie de cette galaxie? Ce sont quatre images d’une même supernova. C’est la première fois que l’image d’une supernova est multipliée par un effet de lentille gravitationnelle produit par des objets massifs. Ici, ces objets massifs sont une grosse galaxie et l’amas galactique auquel elle appartient. Cette image a été captée en novembre 2014 par le télescope spatial Hubble. La supernova de cette quadruple image, appelée Refsdal du nom de l’astrophysicien norvégien ayant travaillé sur les effets de lentille gravitationnelle, s’est produite bien au-delà de cet amas, alors que l’Univers était jeune. Les mesures des positions et des décalages temporels entre les images de la supernova devraient permettre de déduire la quantité de matière noire de la galaxie et de l’amas. Une cinquième image de cette supernova pourrait même apparaitre à proximité dans quelques années. (Image Credit: NASA, ESA, and S. Rodney (JHU) and the FrontierSN team; T. Treu (UCLA), P. Kelly (UC Berkeley), and the GLASS team; J. Lotz (STScI) and the Frontier Fields team; M. Postman (STScI) and the CLASH team; and Z. Levay (STScI))
9 mars 2015
À une très petite échelle, comment l'espace et le temps sont-ils différents? On a développé un instrument très spécial pour explorer le domaine étrange de l'échelle minuscule de Planck, où les effets quantiques normalement imperceptibles deviennent dominants. Il s'agit de l'holomètre du Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) que l'on utilise depuis peu dans ce laboratoire situé près de Chicago en Illinois. L'holomètre du Fermilab essaie de mesurer les vibrations minimes, mais simultanées, d'un miroir dans deux directions lorsqu'il est soumis à un type fondamental de bruit holographique excédant un certain minimum. On voit sur cette photographie un des miroirs situés à l'extrémité du prototype d'holomètre. Même si la découverte du bruit holographique était sûrement révolutionnaire, l'influence d'un tel bruit sur les mesures des longueurs à l'échelle d'un laboratoire constituerait une surprise pour les théoriciens. Selon le postulat de l'invariance de Lorentz de la relativité restreinte d'Einstein, toutes les mesures de longueur devraient être plus petites pour un observateur en mouvement, même à l'échelle de Planck. Cette expérience est cependant inédite et plusieurs sont curieux de voir ses résultats. (Image Credit: C. Hogan, Fermilab)
2 septembre 2014
Note : cet article de la revue Pour la Science explique mieux les enjeux fondamentaux de cette expérience.
Comment de pont bleu d'étoiles s'est-il formé au centre de cet amas galactique? Premièrement, et c'est le principal, l'amas SDSS J1531+3414 referme plusieurs grosses galaxies elliptiques jaunâtres. Le centre de l'amas, comme on le voit sur cette image provenant du télescope Hubble, est ceinturé de plusieurs arcs de cercle bleus fins qui sont en réalité des galaxies plus lointaines dont les images ont été agrandies et allongées par l'effet de lentille gravitationnelle produit par l'amas. Le filament bleu ondulé près des deux grosses galaxies elliptiques au centre de l'amas est cependant très insolite et n'est certes pas un effet de lentille gravitationnelle. Une étude approfondie de ce filament montre en effet qu'il s'agit sans doute d'un pont d'étoiles créées par l'effet de marée engendré par la fusion des deux galaxies. Les grumeaux présents sur le pont sont en fait des régions où de jeunes étoiles massives nées de la condensation de la matière émettent de la lumière bleue. Le centre de cet amas fera sans doute l'objet d'observations intensives, car il s'agit d'un laboratoire cosmique très intéressant pour mieux cerner les mécanismes conduisant à la naissance des étoiles. (Image Credit: NASA, ESA, G. Tremblay (ESO) et al.; Acknowledgment: Hubble Heritage Team (STScI/AURA) - ESA/Hubble Collaboration)
15 juillet 2014
Comment peut-on évaluer la masse produisant un effet de lentille gravitationnelle? Le cas présenté sur cette image est celui de l'amas galactique Abell 383, un énorme conglomérat de galaxies, de gaz chaud et de matière noire situé à environ 2,5 milliards d’années-lumière de nous (un décalage vers le rouge z = 0,187). On aimerait connaître la masse de l'amas et en particulier la distribution de la matière noire dans celui-ci. Une nouvelle technique de calibration a été mise à l'épreuve récemment. Il s'agit d'attendre qu'un type bien particulier de supernova se produise dans une galaxie située à l'arrière de l'amas et d'évaluer le grossissement produit sur l'image de cette supernova par l'effet de lentille gravitationnelle. Cette technique s'ajoute à d'autres méthodes, dont l'évaluation de la quantité de matière noire nécessaire pour contenir la rotation des galaxies de l'amas, pour confiner les gaz chauds et pour créer les distorsions observées dans les images. Sur cette image captée par le télescope Hubble, l'amas Abell 383 montre sa capacité de lentille gravitationnelle en produisant des images très déformées des galaxies lointaines. Les deux médaillons en haut montrent l'image d'une galaxie avant une supernova (à gauche) et après. À ce jour, deux autres supernovae de type Ia ont été observées à l'arrière de deux autres amas de galaxies dans le cadre du projet CLASH (Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble). (Image Credit: NASA, ESA, C. McCully (Rutgers U.) et al.)
5 mai 2014
C'est l'une des plus massives structures de l'Univers. Sur cette image captée par la caméra ACS (Advanced Camera for Surveys) du télescope Hubble, on constate que l'amas de galaxies Abell 1689 déforme l'espace comme le prévoit la théorie de la gravité d'Albert Einstein et dévie ainsi la lumière des galaxies situées derrière lui. C'est cette déviation de la lumière qui produit les arcs multiples que l'on voit sur cette image. La puissance de cette immense lentille gravitationnelle dépend de sa masse, mais il s'avère que la matière visible de cet amas, celle émise par les galaxies jaunâtres de l'image, n'est que de 1 % de la masse qu'il faudrait pour produire les arcs bleutés. L'essentiel de la masse gravitationnelle nécessaire pour courber l'espace à ce point et produire une telle lentille est donc sous la mystérieuse forme de matière sombre. Un examen détaillé de cette image a de façon étonnante révélé la présence de plus de 100 000 amas globulaires dans cet amas. Abell 1689 est à environ 2,2 milliards d’années-lumière de nous en direction de la constellation de la Vierge. (Credit: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA), and J. Blakeslee (NRC Herzberg, DAO) & H. Ford (JHU))
17 septembre 2013
Y a-t-il une limite à la fréquence de rotation d'un trou noir? Une masse constituée de matière ordinaire se brise en morceau si elle tourne trop vite. Mais, un trou noir ne peut se désintégrer, alors sa fréquence maximale de rotation est inconnue. Ce sont les solutions de Kerr de la théorie de la relativité générale d'Einstein qui sont utilisées pour modéliser un trou noir en rotation rapide. Les prédictions obtenues sont ahurissantes et vraiment bizarres. La prédiction la plus facile à vérifier est le fait que la matière avalée par un trou noir en fréquence de rotation maximale devrait être observée de loin à une vitesse approchant de celle de la lumière avant de disparaître. D'ailleurs, cette prédiction a été testée récemment par les satellites NuSTAR de la NASA et XMM de l'ESA pointés vers le trou noir supermassif tapis au centre de la galaxie spirale NGC 1365. On peut calculer la vitesse de rotation de la matière située à la bordure interne du disque d'accrétion en mesurant la température et l'élargissement des raies spectrales d'émission nucléaire. La vitesse de la matière était bel et bien près de celle de la lumière. Ce dessin artistique montre le disque d'accrétion d'un trou noir normal en rotation avec un jet de matière perpendiculaire au disque. (Illustration Credit: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)
12 mars 2013
Vous voulez utiliser un amas de galaxies comme télescope? À première vue, cela semble impossible, mais c'est en réalité assez facile à réaliser. En effet, les amas galactiques lointains se comportent comme des lentilles parce que leur gravité peut dévier la lumière comme le ferait la lentille d'un télescope. Cette déviation prédite par la relativité générale d'Einstein est produite par l'importante masse dominée par la matière sombre des amas galactiques. On obtient alors des images agrandies le plus souvent déformées des galaxies plus lointaines situées derrière l'amas. Cette image captée dans le domaine de l'infrarouge provient du télescope spatial Hubble et illustre l'effet télescope gravitationnel produit par l'amas Abell 68. L'astronome amateur Nick Rose a découvert récemment cet effet de lentille gravitationnelle dans les archives d'Hubble en participant au concours «ESA-Hubble Hidden Treasures». Glissez votre curseur sur l'image pour faire apparaître quatre zones. Les cercles 1 et 2 en haut à gauche indiquent deux images de la même galaxie produites (fiche 5) par l'effet de lentille gravitationnelle. La galaxie dans le rond 2 ressemble d'ailleurs à l'extraterrestre du célèbre jeu «Space Invaders». Le cercle 3 entoure une galaxie qui ne subit pas d'effet de lentille gravitationnelle. Elle fait partie de l'amas Abell 68 et elle perd lentement son gaz dans le milieu intergalactique qui l'entoure. La grande ellipse au centre renferme des images déformées étirées et courbées de plusieurs galaxies d'arrière-plan. Abell 68 est à environ 2,1 milliards d’années-lumière de nous en direction de la constellation du Petit Renard. L'image d'Hubble couvre la région centrale de l'amas d'environ 1,2 million d’années-lumière de côté. (Credit: NASA, ESA, Hubble Heritage/ESA-Hubble Collaboration - Acknowledgment: Nick Rose)
8 mars 2013
Qu'est-ce qui est grand, bleu et qui peut encercler la quasi-totalité d'une galaxie? Rien, sauf un mirage produit par une lentille gravitationnelle. C'est la gravité de cette galaxie lumineuse rouge qui a déformé l'image d'une galaxie bleue située bien au-delà. Ordinairement, de telles déviations de la lumière produisent deux images ou plus de la galaxie lointaine, mais ici l'alignement est si précis que l'image de la galaxie forme un cercle presque complet. Albert Einstein a prédit il y a plus de 70 ans les effets de lentille gravitationnelle, si bien qu'on les appelle aujourd'hui des «anneaux d'Einstein». La galaxie LRG 3-757 a été découverte en 2007 dans les données du projet Sloan Digital Sky Survey (SDSS) et cette image provient d'observations recueillies par la caméra WFC3 (Wild Field Camera 3) du télescope Hubble. En plus de présenter un certain aspect étrange, les effets de lentille gravitationnelle permettent aux astronomes de calculer la masse et la proportion de matière sombre de la galaxie qui produit la distorsion. (Image Credit: ESA/Hubble & NASA)
21 décembre 2011
C'est très difficile de cacher une galaxie derrière un amas galactique parce que la gravité de cet amas agit comme une gigantesque lentille capable de courber la lumière et de nous faire voir une image déformée de cette galaxie. C'est d'ailleurs ce que nous montre l'image du jour qui provient du programme CLASH réalisé grâce aux observations du télescope Hubble. L'amas MACS J1206.2-0847 comprend de nombreuses galaxies dont la gravité combinée dévie vers nous la lumière d'une galaxie située à l'arrière-plan. La lumière de cette galaxie prend la forme d'un long arc jaune-rouge situé à la droite de l'image du jour. En regardant de près cette image, on découvre la présence de plusieurs autres galaxies d'arrière-plan qui n'apparaissent en certains endroits que sous la forme d'un mince filament lumineux. La gravité de la matière ordinaire de l'amas situé au premier plan ne peut pas, selon les calculs, produire de tels arcs lumineux. Pour expliquer la présence de ces arcs, il faut présumer de la présence de la fameuse matière noire dans cet amas. Les calculs basés sur la relativité générale d'Einstein permettent de déduire la répartition de cette matière sombre, mais on ne sait toujours pas de quoi elle est constituée. (Image Credit: NASA, ESA, M. Postman (STScI), and the CLASH Team)
17 octobre 2011

Si vous faites tourner une charge électrique, vous créez automatiquement un champ magnétique. Selon Einstein, si vous faites tourner une masse, vous devriez créer un très léger plissement de la trame de l'espace-temps, la contrepartie gravitationnelle du champ magnétique en quelque sorte. Mais la théorie prédit que cet effet est si faible qu'il a été impossible de le vérifier depuis le sol. La NASA a cependant conçu une expérience audacieuse afin de mesurer directement cet effet gravitomagnétique. Elle a lancé dans l'espace les sphères les plus lisses jamais fabriquées pour mesurer comment elles tourneraient. Quatre sphères, de la taille d'une balle de ping-pong, sont à la base de gyroscopes placés dans le cœur du satellite Gravity Probe B. La semaine dernière, après avoir trouvé la source du bruit de fond continuel provenant du satellite, la NASA a annoncé les résultats de l'expérience. Les gyroscopes ont subi un mouvement de précession qui est en accord avec les résultats prédits par la théorie de la relativité générale d'Einstein. Ces résultats confirment d'autres expériences sur le sujet. Ils auront peut-être des conséquences heureuses à court et à long terme, par exemple des horloges atomiques encore plus précises et un système de positionnement par satellites plus efficace. (Credit: Gravity Probe B Team, Stanford, NASA)
10 mai 2011

L’image du jour est plutôt inhabituelle. Elle sert à illustrer un modèle mathématique qui postule l’existence de plusieurs univers parallèles, sujet qui revient régulièrement dans la littérature de science-fiction mais plutôt rarement dans des livres de physique. Un ensemble d’univers parallèles se nomme un multivers. Il existe plus d’un modèle de multivers, mais ce ne sont que des hypothèses qui ne reposent sur aucune observation concrète. Plusieurs physiciens considèrent ces «théories» comme un divertissement de l’esprit. Notons au passage qu’au 19e siècle plusieurs pensaient la même chose de la théorie des espaces géométriques courbes de Carl Friedrich Gauss et de son élève Bernhard Riemann. Ce domaine des mathématiques a servi de base à l’élaboration de la relativité générale d’Einstein au 20e siècle! (Illustration Credit & Copyright: Clifford Pickover )
14 novembre 2010
REPRISE du 1er mars 2006
Les galaxies des amas peuvent agir comme une immense loupe, car leur gravité courbe le trajet de la lumière. Presque tous les spots lumineux de cette photographie du télescope Hubble sont des galaxies de l’amas Abell 2218. La masse de cet amas est suffisante pour courber la lumière provenant des galaxies situées derrière lui. Les arcs lumineux visibles sur la photo sont en fait des images déformées de galaxies. Regardez un réverbère à travers une coupe de vin et vous obtiendrez un effet semblable. L’effet de lentille de cet amas a permis de détecter une galaxie présentant un facteur de décalage Doppler de 5,58, ce qui en faisait au début de l’an 2000 la plus lointaine galaxie observée. L’amas Abell 2218 est à environ 2 milliards d’années-lumière dans la constellation du Dragon. (Credit: Andrew Fruchter (STScI) et al., WFPC2, HST, NASA Digitally reprocessed: Al Kelly)
20 juin 2010
REPRISE du 7 octobre 2001 et du 1e février 2000
REPRISE du texte du 10 février 2008. L'image a été travaillée numériquement.
Quelle est la nature de ce grand anneau bleu enroulé autour de toute une galaxie? C’est un mirage produit par une lentille gravitationnelle (fiche 5 de cette section) : la lumière d’une galaxie bleue lointaine est fortement déviée par une galaxie plus rapprochée de nous : un effet prédit par la théorie de la relativité générale d’Einstein, d’où le nom d’anneau d’Einstein donné à une telle formation. Souvent, de telles lentilles gravitationnelles produisent plusieurs images de la galaxie lointaine, mais ici l’alignement des deux galaxies est si bon que l’image produite est un anneau. Le but principal de ce genre d’étude n’est pas que la production de belles images : grâce aux données obtenues, on peut déterminer la quantité de matière noire des galaxies aux effets de lentilles. On sait maintenant que la fraction de matière noire d’une galaxie augmente proportionnellement à sa masse. Les images des médaillons à droite ont été obtenues par calculs informatiques et représentent respectivement la galaxie lointaine bleue, en haut, la galaxie lentille, au milieu et la déformation de la galaxie lointaine. (Credit: A. Bolton (UH/IfA) for SLACS and NASA/ESA)
28 juillet 2008
L'amas Abell 2218 et l'effet de lentille gravitationnelle. Voir le texte du 20 juin 2010. (Credit: Andrew Fruchter (STScI) et al., WFPC2, HST, NASA)
10 février 2008
REPRISE : 7 octobre 2001 et 1 février 2000
L’amas galactique Abell 2667. Cette photographie de l’amas montre une galaxie qui semble se briser en morceaux (coin supérieur gauche) et une autre qui s’effiloche comme de la barbe à papa (à gauche). La galaxie de gauche subit un effet gravitationnel réel d’une collision avec une autre galaxie. Ce genre de collision est fréquent et laisse souvent une traînée de jeunes étoiles massives et chaudes. La distorsion de la galaxie de droite est quant à elle une illusion provoquée par un effet de lentille gravitationnelle. Cette galaxie est en réalité loin derrière l’amas et son image est déformée par la gravité de l'amas. (Credit: NASA, ESA, Jean-Paul Kneib (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille) et al)
5 mars 2007
Le centre de cet amas galactique présente un aspect plutôt étrange. En effet, plusieurs galaxies sont anormalement allongées. De plus, cinq quasars s’y sont donné rendez-vous. En réalité, c’est un amas de galaxies qui forme une gigantesque lentille gravitationnelle (autre exemple de lentille gravitationnelle sur APOD) qui déforme les images et qui les multiplie. Ce qui nous semble être cinq quasars sont en réalité les images d’un seul et même quasar situé bien au-delà de l’amas. Cette image de Hubble est si bonne qu’elle permet même de voir la galaxie hôte du quasar. Les deux galaxies en forme d’arc situées à 2 et 4 heures sont en réalité les images déformées d’une seule galaxie. On peut même voir l’image de cette même galaxie au centre de l’amas vers 10 heures. L’amas galactique responsable de la lentille est classifié sous le numéro SDSS J1004+4112 et est à 7 milliards d’années-lumière (7 Gal) de nous, dans la constellation du Petit Lion. (Credit: K. Sharon (Tel Aviv U.) and E. Ofek (Caltech), ESA, NASA)
24 mai 2006
Il y a maintenant 100 ans, Albert Einstein publia quatre articles scientifiques qui allaient changer radicalement notre compréhension de l’Univers. Le premier de ces articles, en mars 1905, soutenait que l’on pouvait assimiler la lumière à des particules quantiques que l’on nommera plus tard des photons. Le deuxième article publié en mai expliquait le mouvement thermique des atomes et des molécules (le mouvement brownien) alors qu’à cette époque la notion d’atome n’existait qu’en théorie. Le troisième article publié en juin 1905 est sa théorie de la Relativité restreinte où il postulait que la vitesse de la lumière est la même pour tout observateur, qu’il soit au repos ou en mouvement. Finalement, en septembre 1905, il publia l’équation la plus connue de la physique, E = mc2, l’équivalence entre la masse et l’énergie. En 1906, il a publié une autre version de cette démonstration. Avec la théorie de la gravité (la relativité générale) sur laquelle il travailla entre 1907 et 1915, il n’existe presque aucun aspect de nos connaissances de l’Univers qui n’est pas touché par les travaux d’Einstein. Pour célébrer le centenaire de cette mémorable année, l’APOD nous montre une photo du monument érigé à la mémoire d’Albert Einstein dans les jardins du National Academy of Sciences à Washington DC. Une carte représentant la position des planètes, du Soleil, de la Lune et des étoiles lors de la journée de l’inauguration du monument en 1979, le centième anniversaire de naissance d’Einstein, est gravée dans le marbre de la plate-forme sur laquelle repose la statue de bronze. Einstein est mort il y a cinquante ans, le 18 avril 1995. (Image Credit & Copyright: Greg Piepol)
22 avril 2005
Faites tourner une charge électrique et vous obtenez un champ magnétique. Selon Einstein, il devrait se produire un effet similaire si vous faites tourner une masse, un champ gravitomagnétique (effet Lense-Thirrig). Mais ce champ est si faible qu'il échappe jusqu'à présent à toute mesure en laboratoire. Mais, la NASA a entrepris une audacieuse tentative pour mesurer cet effet. On a lancé dans l'espace la semaine dernière les sphères les plus lisses réalisées à ce jour pour observer leur rotation. Quatre sphères de la taille d'une balle de ping-pong sont les pièces maitresses de gyroscopes ultra-sensibles de la sonde gravitationnelle GPB (Gravity Probe B). On ne sait pas si ces mesures réussiront à confirmer les prédictions d'Einstein, mais le fait de mieux comprendre les relations entre l'espace, le temps et la gravité peuvent nous apporter de précieux bénéfices à long terme, dont des horloges plus précises pour ainsi obtenir un meilleur réseau de GPS. (Credit: Gravity Probe B Team, Stanford, NASA)
28 avril 2004
La masse totale de l'amas galactique géant CL0025+1654 produit un effet de lentille gravitationnelle qui courbe la lumière (fiche 5) comme le prédit la théorie de la gravité d'Einstein. Cet amas qui est à environ 4,5 milliards d’années-lumière de la Terre peut ainsi former plusieurs images d'une seule galaxie encore plus lointaine. La masse totale de l'amas comprend celle de la matière sombre dont l'origine est encore totalement inconnue. Grâce a des images comme celle-ci, les scientifiques ont cependant réussi à construire une carte de la répartition de la matière sombre de cet amas. L'image du jour est justement cette carte. La matière sombre est représentée en bleu et alors que les galaxies sont en jaune. Ces travaux scientifiques basés sur les observations du télescope Hubble révèlent que la distribution de la matière sombre n'est pas uniforme, mais qu'elle suit la répartition de la matière ordinaire, celle qui émet de la lumière. (Credit: J.-P. Kneib (Observatoire Midi-Pyrenees, Caltech) et al., ESA, NASA)
14 août 2003
Ce n'est pas une photo, mais une image de synthèse numérique d'un amas de galaxies aux confins de l'Univers. Une galaxie elliptique géante domine la région centrale de cet hypothétique amas entouré d'un essaim de galaxies. La lumière provenant des galaxies situées bien au-delà subit la distorsion gravitationnelle de l'amas et forme ainsi des arcs de cercle, un effet bien réel connu sous le nom de lentille gravitationnelle qui permet aux astronomes de déterminer la répartition de la matière sombre dans les amas. La caméra ACS (Advanced Camera for Surveys) qui sera installée sur le télescope Hubble lors de la présente mission d'entretien (STS-109) devrait nous permettre d'obtenir de telles images. Comparée à la caméra WFPC2 (Wide Field and Planetary Camera 2) dont les exploits extraordinaires comprennent l'image «Champ profond de Hubble», la technologie nouvelle de l'ACS donnera des images deux fois plus détaillées avec une sensibilité multipliée par cinq en plus de s'étendre sur champ deux fois plus large. On prévoit aussi utiliser l'ACS pour l'étude de notre système solaire et pour la chasse aux exoplanètes. (Simulation Credit: Rychard Bouwens (UCO/Lick Obs.), ACS Team, NASA)
6 mars 2002
Sir Isaac Newton a changé notre vision du monde. Né en 1643, Newton était un étudiant quelque peu au-dessus de la moyenne. Mais il quitta la maison pour l'Université de Cambridge à l'été 1665 et il réfléchit intensément à la nature physique du monde. Deux années plus tard, il s'imposa avec des idées révolutionnaires tant dans le domaine des mathématiques que dans celui de la gravitation et de l'optique. L'un de ses professeurs, ayant compris l'importance des découvertes de Newton, lui céda son poste à Cambridge. Les notions de base du calcul infinitésimal développé par Newton a mis en place un nouveau cadre de référence qui a permis la solution rapide d'un grand nombre de problèmes de physique. La loi de la gravitation universelle de Newton a unifié dans un modèle simple notre compréhension du mouvement des planètes et de la fameuse pomme qui tombe de l'arbre. La contribution de Newton à l'avancement de la science a été si considérable qu'il a été le premier scientifique à être anobli par la reine Anne Stuart en 1705. (Credit: Enoch Seeman portrait in 1726)
24 février 2002
REPRISE du 23 juillet 2000, du 20 septembre 1998, du 6 septembre 1997 et du 7 juillet 1996.
On a pour la première fois utilisé la gravité terrestre pour mesurer les niveaux d'énergie quantique du neutron. On pourra refaire cette expérience pour tester les effets de la gravité sur des particules neutres de diverses masses. Lors d'une expérience réalisée par Valery Nesvizhevsky et ses collègues de l'Institut Laue-Langevin, des neutrons soumis à l'attraction gravitationnelle terrestre n'ont été observés qu'à des niveaux discrets d'énergie, ce qui est manifestement un comportement quantique. Jusqu'à présent, les conséquences prévues par deux théories établies de la physique n'ont jamais été observées dans une même expérience : la mécanique quantique s'applique au monde de l'infiniment petit alors que la théorie de relativité générale nous enseigne comment la gravité régit le comportement de l'Univers à une grande échelle. Cette expérience est donc un premier pas vers la gravité quantique, une théorie qui unifierait ces deux grandes théories. Mais, cette expérience ne confirme pas en soit la possible nature quantique de la gravité. La théorie des cordes est une tentative encore infructueuse pour fournir une description quantique de la gravité. L'image qui nous est présentée est une surface en fausses couleurs qui pourrait être créée par l'évolution d'une corde unidimensionnelle. C'est en décrivant les particules élémentaires comme étant le résultat de vibrations de minuscules cordes que certains physiciens espèrent créer une théorie unificatrice, la gravité quantique. (Illustration Credit: Mark Bowick (U. Syracuse) et al., NPAC)
22 janvier 2002
Lorsque vous accélérez une charge électrique, vous obtenez une onde électromagnétique, par exemple de la lumière. Selon la relativité d'Einstein, vous obtenez aussi une onde lorsque vous accélérez une masse, mais il s'agit alors d'une onde gravitationnelle. On peut aisément détecter une onde électromagnétique, mais à ce jour personne n'a rapporté avoir détecté directement une onde gravitationnelle. Lorsqu'elle passe, une onde gravitationnelle produit une infime secousse semblable à celle d'une balle de caoutchouc que l'on comprime un peu et qu'on relâche rapidement. On peut utiliser des détecteurs séparés par une grande distance pour discerner les ondes gravitationnelles des autres perturbations usuelles. Par exemple, de puissantes sources d'ondes gravitationnelles pourraient perturber de façon identique des détecteurs situés de part et d'autre de notre planète. On voit sur cette photo les bras de 2 km de longueur d'un tel détecteur. Il s'agit du LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) situé à Hanford dans l'État de Washington. Ce détecteur et son jumeau situé en Louisiane seront en fonction en 2002. Mais, un pionnier dans la conception de la détection des ondes gravitationnelles, Joseph Weber, affirme que les ondes gravitationnelles que l'on détectera peut-être pourraient s'avérer si étranges qu'on ne les comprendra pas immédiatement. (Credit: LIGO, Caltech, NSF)
30 octobre 2000
Albert Einstein (1879-1955) est considéré par plusieurs comme le plus brillant astrophysicien et le personnage le plus important du 20e siècle. Cette photo d'Einstein a été captée alors qu'il travaillait à l'Office des Brevets de Berne où il a réalisé une bonne partie de ses travaux. On lui doit plusieurs nouveautés scientifiques révolutionnaires, dont l'équivalence entre la masse et l'énergie (E = mc2), l'effet de la vitesse limite de la lumière sur l'espace et le temps (la relativité restreinte) et une théorie plus exacte de la gravité basée sur des concepts de géométrie de l'espace-temps (la relativité générale). Sa contribution à la théorie des quanta est également importante grâce à son explication de la cellule photoélectrique qui lui valut le prix Nobel de physique en 1921.
8 janvier 2000
REPRISE du 27 septembre 1998
Voici une galerie de mirages gravitationnels. Plus vous portez votre regard loin dans l'Univers, plus il est difficile de le voir, car des galaxies lointaines massives agissent comme des lentilles gravitationnelles et dévient ainsi la lumière qui passe à proximité. Ces déviations déforment les images des sources situées à l'arrière et, dans certains cas, créent même de multiples images. Toutes les candidates sujettes à des déformations gravitationnelles de ce tableau ont été dénichées par le télescope Hubble dans le cadre du programme Medium Deep Survey. Les sources lumineuses déformées par les effets de lentille gravitationnelle sont de quasars qui forment de multiples taches bleues et des galaxies qui produisent des images en forme d'arc de cercle. Les candidates responsables des effets de lentille gravitationnelle comprennent des galaxies vues par la tranche (en haut à gauche) et un objet surnommé London Underground (au milieu à gauche) qui pourrait bien être responsable d'un anneau d'Einstein d'une galaxie située à l'arrière. (Credit: Kavan Ratnatunga (Carnegie Mellon U.) et al., HST, NASA)
1er juin 1999
Les quatre images bleues de cette photographie sont en fait le même objet. L'effet de lentille gravitationnelle de la galaxie elliptique rouge lointaine au centre de la photo a créé ces images d'un quasar encore plus éloigné. La lumière provenant du quasar est déviée sur plusieurs trajets créant ainsi les multiples images. La lumière en provenance du quasar met des milliards d'années à nous parvenir. Comme cette lumière emprunte divers chemins de longueur différente, elle met un temps différent à nous parvenir. Chaque image correspond donc au quasar à des temps un peu différents dans le passé. Les délais entre chaque image sont influencés par le taux d'expansion de l'Univers. L'analyse de ces images nous aide donc à mieux connaître le paramètre d'Hubble à divers moments et donc le taux d'expansion de l'Univers. Cette photo récente a été captée par le nouveau télescope Subaru et c'est probablement l'image la plus nette de ce fameux mirage optique cosmique. (Credit: CISCO, Subaru 8.3-m Telescope, NAOJ)
31 mars 1999
Il est difficile de cacher une galaxie à l'arrière d'un amas galactique. L'amas de galaxies agira alors comme une immense lentille gravitationnelle en déviant la lumière. L'image de la galaxie sera alors déplacée sur les côtés et elle sera grandement déformée. C'est ce que l'on observe sur cette photographie du Very Large Telescope (VLT) publiée récemment. L'amas CL2244-02 formé de plusieurs galaxies jaunâtres produit un immense arc comme image d'une galaxie bleue et blanche lointaine. Un examen attentif de cette photo révèle au moins une autre galaxie lointaine dont l'image rouge peut être observée un peu en haut du centre. Ces images de galaxies lointaines ne peuvent être produites que si de la matière est distribuée uniformément dans l'amas en entier et non concentrée dans les galaxies jaunes. On a donné le nom de matière noire ou encore de matière sombre à cette matière que nous ne voyons pas. L'analyse de ce genre d'image déformée permet aux astronomes de déterminer la distribution de la matière noire dans des amas galactiques, mais la nature de cette mystérieuse matière demeure totalement inconnue. (Credit: ISAAC, 8.2-meter VLT, ESO)
4 janvier 1999

L'un des sujets au premier plan de l'astronomie en 1998 était les supernovae qui se sont produites à de grandes distances de la Voie lactée. Deux groupes d'astronomes équipés de gros télescopes balayant le ciel lointain étaient en compétition pour découvrir et analyser des supernovae dans le but de déterminer la géométrie de l'Univers (fiche 5). Les résultats obtenus sont étonnants. Non seulement l'Univers contient une proportion importante (fiche 4) de matière sombre, mais son expansion est aussi gouvernée par l'énergie sombre. Cependant, certains sceptiques demeurent prudents. Pour les uns, on attend les résultats de supernovae encore plus éloignées, d'autres voudraient voir les résultats par des méthodes moins vulnérables à des erreurs systématiques. Cette image présente quatre des supernovae qui ont enflammé les débats cosmologiques de cette fin de siècle. (Credit: High-Z Supernova Search Team, HST, NASA)
31 décembre 1998

Il est difficile de cacher une galaxie à l'arrière d'une autre galaxie. La galaxie rapprochée agira alors comme une immense lentille gravitationnelle en déviant la lumière, pouvant ainsi produire une image sur chacun de ses côtés ou encore tout autour d'elle comme sur cette image provenant du VLT (Very Large Telescope). La galaxie rouge située plus près de nous agit comme une lentille sur la galaxie verte plus loin produisant un anneau un peu déformé. Ce genre d'image constitue bien plus qu'un spectacle céleste, car la déformation de la galaxie lointaine augmente avec la masse de la galaxie qui fait office de lentille, ce qui nous permet de déterminer sa masse. On se rend alors compte que la masse de toutes ses étoiles est largement insuffisante pour rendre compte des effets de lentille, ce qui indique la présence d'une importante quantité de matière noire. Albert Einstein a prédit plusieurs des caractéristiques des effets de lentilles gravitationnelles. Même s'il pensait que l'on n'observerait jamais ce phénomène, on a donné le nom d'anneau d'Einstein à ce mirage gravitationnel. (Credit: S. J. Warren (Imperial College) et al., VLT, ESO)
23 janvier 1998
Si une étoile de cette photographie scintillait légèrement, est-ce que quelqu'un s'en apercevrait? Qui s'en soucierait? Des astronomes du projet MACHO Collaboration ont noté un tel scintillement la semaine dernière et ont vraiment attiré l'attention de plusieurs membres de la communauté astronomique. Ce type spécifique de scintillement d'une étoile du Petit Nuage de Magellan indiquée par une croix sur cette image indique clairement qu'un événement de microlentille gravitationnelle produit par un système multiple d'étoiles. Ce phénomène assez rare de microlentille est produit par la gravité d'un objet qui dévie la lumière si fortement que les objets à l'arrière peuvent apparaître sur plusieurs images et voir leur intensité lumineuse augmenter considérablement. Une étude approfondie de la dernière partie de cette microlentille gravitationnelle pourrait même permettre de déterminer la masse et la distance de ces lentilles. Si celles-ci sont à l'extérieur du halo de la Voie lactée, cela supporterait plusieurs indications qu'une fraction non négligeable de la matière noire de notre galaxie est composée de lentilles dont la masse avoisine celle du Soleil. (Credit: The MACHO Collaboration)
24 juin 1998
Est-ce qu'une galaxie peut se cacher derrière une autre galaxie? Oui, ce n'est cependant pas le cas pour la galaxie B1938+666. En effet, la galaxie en avant-plan agit comme une gigantesque lentille gravitationnelle, déviant la lumière de la galaxie derrière elle et la rendant ainsi visible. L'alignement est si parfait que l'image de la galaxie à l'arrière est déformée en un anneau géant autour de la galaxie en avant-plan, un phénomène connu sous le nom d'«anneau d'Einstein». Le rond brillant au centre de l'image est évidemment la galaxie la plus rapprochée de nous. Ce mirage cosmique a d'abord été découvert par le réseau de radiotélescopes MERLIN et cette image provient du télescope spatial Hubble. Sur la sphère céleste, cet anneau d'Einstein est très petit, un diamètre angulaire de seulement 1 seconde d'arc, mais son diamètre réel mesure des dizaines de milliers d’années-lumière. (Credit: L. J. King (U. Manchester), NICMOS, HST, NASA)
30 mars 1998
L'amas de galaxies Abell 2218. Voir le texte du 20 juin 2010. (Credit: W. Couch (University of New South Wales), R. Ellis (Cambridge University), NASA)
11 janvier 1998
La gravité peut faire bien plus que de vous laisser tomber à la renverse. Selon de récentes mesures réalisées sur un système stellaire qui contiendrait un trou noir, la gravité peut aussi vous faire subir une précession comme celle d'une toupie. C'est ce que l'on nomme l'effet Lense-Thirring (frame-dragging en anglais). Cet effet se fait sentir près d'un objet massif en rotation rapide. Une équipe sous la direction de Wei Cui (MIT) a utilisé le télescope rayon X spatial RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer) pour étudier cet effet près d'un système qui contiendrait un trou noir. L'équipe de Cui rapporte que la matière dans ce système a été piégée et qu'elle effectue un mouvement de précession autour du trou noir à la vitesse prévue par l'effet Lense-Thirring. Des découvertes comme celle-ci aident les théoriciens à mieux comprendre la relativité générale. (Drawing Credit & Copyright: J. Bergeron, Sky & Telescope Magazine)
7 novembre 1997
Que sont ces étranges objets bleus? Plusieurs sont des images de galaxies individuelles alignées sur ce qui ressemble à un collier de perles bleues entourant un amas géant de galaxies. L'amas de galaxies jaune et la matière sombre qu'il renferme agissent comme une lentille gravitationnelle. Une lentille gravitationnelle peut créer plusieurs images des galaxies à l'arrière-plan. L'effet ressemble à celui que vous pouvez observer en regardant des lumières de rue distantes à travers une bouteille de vin. Les caractéristiques physiques des galaxies dont l'image est déformée permettent aux astronomes de déduire que les images situées à 4, 8, 9 et 10 heures sont celles d'une seule galaxie. La tache bleue à gauche du centre est peut-être aussi une image de cette galaxie. Cette spectaculaire photographie a été captée par le télescope spatial Hubble en octobre 1994. Le premier amas produisant un effet de lentille a été découvert fortuitement par Roger Lynds (NOAO) et Vahe Petrosian (Stanford) en 1986 alors qu'ils réalisaient des essais d'un nouveau type d'imageur. L'arc autour de cet amas (CL 0024+1654) a été découvert à l'observatoire Lick par David Koo en 1988. (Credit: W.N. Colley & E. Turner (Princeton), J.A. Tyson (Lucent Technologies), HST, NASA)
3 mai 1997
REPRISE du 24 avril 1996
Cette animation numérique décrit l'apparence d'une étoile très compacte pour un observateur rapproché (l'animation ne fonctionne plus). L'étoile de l'image est en réalité plus dense que tout objet connu à l'exception d'un trou noir et son existence est donc hypothétique. L'observateur est ici placé à la sphère de photons, c'est-à-dire à l'endroit où les photons sont en orbite autour de l'étoile. Pour aider à visualiser les grandes distorsions produites par la gravité, une carte de la Terre a été projetée sur l'étoile et une carte du ciel a été placée au-dessus. Depuis la sphère des photons, vous verriez en regardant vers le bas de multiples images des mêmes continents ou encore si vous regardez vers le haut de multiples images de la même étoile. Et si vous portez votre regard le long de la sphère de photons, vous verriez l'arrière de votre tête. Assez impressionnant n'est-ce pas? (Credit and Copyright: Robert Nemiroff (MTU))
4 janvier 1997
REPRISE du 26 novembre 1995

La fameuse «croix d'Einstein» est en réalité un seul objet que l'on voit en quatre positions distinctes. Un très lointain quasar (QSO dans le texte pour «quasi stellar object») est situé directement derrière une galaxie massive. L'effet gravitationnel de cette galaxie sur le lointain quasar est semblable à celui d'une bouteille de vin vide sur un lampadaire éloigné d'une rue : il crée de multiples images. Des étoiles de cette galaxie massive agissent aussi comme des lentilles gravitationnelles. Ces étoiles changent l'éclat des images. Ces changements d'éclats sont nettement visibles sur ces deux photographies prises à trois années d'intervalle. (Credit: G. Lewis (IOA), M. Irwin (RGO), William Hershel Telescope)
15 décembre 1996
REPRIS du 11 juillet 1995
Il faut quelquefois être très attentif pour voir un bon mirage. Quatre taches bleues sont disposées autour du centre de la galaxie rouge de cette photographie. Chaque tache est en réalité l'image du même quasar situé à l'arrière de la galaxie. La galaxie rouge est alignée directement sur ce quasar et sa masse agit comme une lentille gravitationnelle en déviant la lumière qu'il émet. Ce que nous voyons est donc un mirage gravitationnel. Non seulement les astronomes espèrent déterminer à partir de ces images du quasar la masse de cette galaxie rouge, mais aussi recueillir des indices sur le taux d'expansion et sur la composition de l'Univers. (Credit: NASA, HST, K. Ratnatunga. Myungshin Im (JHU))
20 décembre 1995
Quelquefois, de grandes concentrations de matière peuvent agir comme une lentille. Presque tous les objets brillants de cette image sont des galaxies de l'amas Abell 2218. Cet amas est si massif et si compact que sa gravité courbe la lumière émise par les galaxies situées derrière lui. La distorsion causée est assez grande pour que les images des galaxies lointaines apparaissent comme des arcs de cercle, comme on peut le voir sur cette image captée par l'instrument WFPC2 ((Wide Field and Planetary Camera 2)) du télescope spatial Hubble. (NASA, HST, WFPC2, W. Couch (UNSW))
10 juillet 1995
S'il était possible de transformer la Terre à l'état ultra dense d'une étoile à neutrons, elle pourrait avoir de l'espace l'apparence de cette image produite par un ordinateur. En raison de son champ gravitationnel très intense, une étoile à neutrons déforme la lumière provenant des astres situés derrière elle. Si vous regardez attentivement cette image, vous verrez deux images de la constellation d'Orion. La gravité d'une étoile à neutrons est si forte qu'aucune partie de celle-ci ne nous est cachée : la lumière émise par l'arrière de l'étoile est retournée vers nous.
16 juin 1995