Une nouvelle méthode pour découvrir les lentilles gravitationnelles facilite l'étude des galaxies lointaines
Une équipe d'astronomes européens a trouvé une nouvelle méthode pour localiser les lentilles gravitationnelles, lesquelles permettent d'étudier les galaxies de l'univers lointain. L'exploration de galaxies jusqu'ici considérées comme trop éloignées pour cela apportera des informations clés sur l'évolution de ces structures durant l'histoire du cosmos. Récemment publiés dans la revue Science, les résultats découlent des toutes premières données du projet Herschel-ATLAS («Astrophysical Terahertz Large Area Survey») de l'Agence spatiale européenne. L'observatoire spatial Herschel de l'Agence spatiale européenne a découvert les lentilles gravitationnelles dans l'infrarouge émis non pas par les étoiles, mais par le gaz et les poussières à partir desquels elles se forment. Le Dr Mattia Negrello de l'Open University du Royaume-Uni, chercheur en chef de l'étude, déclare: «Nous avons exploré le ciel à la recherche de sources de lumière submillimétrique. Nous avons constaté que bon nombre des sources les plus lumineuses étaient soumises à l'action de lentilles gravitationnelles, ce qui signifie -et il s'agit là de la découverte majeure- que nous n'avons plus à nous en remettre aux méthodes inefficaces d'utilisation de lentilles dans les longueurs d'ondes du visible et radio.» Les images produites par Herschel-ATLAS montrent des milliers de galaxies, la plupart étant tellement éloignées que leur lumière a mis des milliards d'années pour nous parvenir. Le Dr Negrello et son équipe ont étudié de plus près cinq objets exceptionnellement brillants dans une petite région du ciel. En recherchant la position de ces objets avec des télescopes optiques au sol, ils ont trouvé des galaxies qui, normalement, ne devraient pas être aussi brillantes aux longueurs d'ondes infrarouges observées par Herschel. Les astronomes ont alors supposé que les galaxies observées dans le visible devaient servir de lentilles gravitationnelles amplifiant des galaxies bien plus éloignées, révélées par Herschel. Le Dr David Bonfield de l'université du Hertfordshire au Royaume-Uni a effectué des mesures dans les ondes visibles et infrarouges proches, à partir d'images du visible, pour estimer la distance des galaxies supposées agir comme lentilles. «La lumière des galaxies lointaines est décalée vers le rouge, de plus grande longueur d'onde, car elle a traversé un univers en expansion avant d'arriver jusqu'à nous. Nous pouvons donc utiliser les couleurs observées pour calculer leur distance.» Pour évaluer la distance des sources découvertes par Herschel derrière les lentilles, le Dr Negrello et son équipe ont recherché la signature de gaz moléculaires. Par l'observation au sol des domaines radio et submillimétrique, ils ont montré que selon cette signature, les galaxies sont vues telles qu'elles étaient lorsque l'univers était âgé de 2 à 4 milliards d'années, moins d'un tiers de son âge actuel. Les galaxies observées par télescopes sont bien plus proches dans une position idéale pour engendrer l'effet de lentille gravitationnelle. «Jusqu'ici, la recherche de lentilles gravitationnelles s'était concentrée sur les amas de galaxies, dont la masse importante rend certain l'effet de focalisation», déclare le Dr Negrello. «Nos résultats montrent que cet effet d'amplification gravitationnelle est à l'oeuvre pour la totalité des galaxies lointaines et brillantes visibles par Herschel, pas seulement pour quelques-unes.» Les astronomes de l'université du Hertfordshire attendent «bien d'autres résultats intéressants» de la suite des observations. Le projet Herschel ATLAS a obtenu 600 heures d'observation sur Herschel pour étudier 550 degrés carrés du ciel. Il devrait détecter environ 250 000 galaxies, depuis l'univers proche et jusqu'à des galaxies plus éloignées, où l'univers n'avait qu'environ 2 milliards d'années. L'observatoire spatial Herschel a été lancé en mai 2009 et se trouve actuellement en pleine phase opérationnelle. Il continuera ses observations jusqu'à épuisement de sa réserve d'hélium (qui sert de réfrigérant) dans environ 2 ans et demi. L'an dernier, le magazine TIME a décerné à Herschel le titre de septième meilleure invention de 2009.
Pays
Royaume-Uni