Grâce aux effets de lentilles gravitationnelles, le télescope spatial européen Herschel, en orbite depuis 2009, a permis de détecter et de caractériser des galaxies de l’Univers tel qu'il était il y a 10 milliards d’années.
Un phénomène décelable par Herschel
Les loupes cosmiques, aussi appelées lentilles gravitationnelles, sont un phénomène prédit par les lois de la relativité générale : les rayons lumineux sont déviés au passage à proximité d’une masse importante.
L’image d’un objet lointain est ainsi amplifiée, et éventuellement déformée, si un objet très massif se trouve entre lui et l’observateur.
L’alignement est primordial, ce qui rend le phénomène rare. « Herschel est particulièrement adapté pour observer ces lentilles, explique Alain Omont, de l’Institut d’Astrophysique de Paris, car ses caméras observent dans les longueurs d’onde submillimétriques dans lesquelles émettent les galaxies lointaines. »
Le projet Herschel-ATLAS, dans lequel sont impliqués des chercheurs français soutenus par le CNES, utilise ces caméras pour identifier des sources très lumineuses dans ces longueurs d’onde.
Et il s’avère que nombre des sources les plus brillantes sont amplifiées par des lentilles.
En effet, en observant les candidates dans le visible grâce à des télescopes au sol, les astronomes ont trouvé des galaxies qui ne devraient pas briller dans les longueurs d’onde observées par Herschel.
Leur conclusion est donc que ces galaxies sont en fait des lentilles gravitationnelles amplifiant des galaxies bien plus lointaines.
Des galaxies importantes pour la science
Derrière le point lumineux ID81 se cache une galaxie très lointaine dont l'image est amplifiée par une 1ere galaxie plus proche grâce au phénomène de lentille gravitationnelle. Crédits : KECK.
Derrière le point lumineux ID81 se cache une galaxie très lointaine dont l'image est amplifiée par une 1ere galaxie plus proche grâce au phénomène de lentille gravitationnelle. Crédits : KECK.
Sans ces effets de lentilles, ces galaxies lointaines et faiblement lumineuses seraient donc indétectables, noyées dans la lumière de leurs homologues plus proches et plus brillantes. Une aubaine pour les scientifiques :
« observer ces galaxies lointaines est important car cela nous renseigne sur les processus de formation des galaxies et des structures de l’Univers, ajoute Alain Omont, ce qui apporte également plus d’information sur l’influence et la répartition de la matière noire dans notre Univers. »
Et ce n’est qu’un début. En effet, Herschel n’a couvert qu’1/30e de la surface prévue dans le projet qui continuera durant quasiment toute la phase de vie du télescope, ce qui devrait permettre de trouver des centaines de lentilles.
L’étape suivante sera ensuite de soumettre les objets les plus intéressants au regard perçant du futur interféromètre ALMA, qui pourra les étudier dans leur moindre détail depuis le sol chilien.
