Le télescope James Webb photographie un objet ressemblant à un anneau avec trois pierres ! De quoi s'agit-il vraiment ?
L'image la plus particulière prise par le télescope spatial James Webb a été sélectionnée comme "image du mois". L'instrument a photographié un incroyable objet en forme d'anneau composé de trois pierres.
Plus qu'un simple objet cosmique, il s'agit d'un phénomène appelé "lentille gravitationnelle". Dans les articles précédents, nous avons décrit en détail ce phénomène, qui est également utilisé dans la recherche de planètes extraterrestres.
L'effet de lentille gravitationnelle
Lorsque la lumière émise par une étoile, une galaxie ou un amas de galaxies passe à proximité d'un objet très massif, elle traverse une zone déformée de l'espace qui dévie sa direction et intensifie sa luminosité. C'est précisément pour cette raison que le phénomène est appelé "lentille gravitationnelle".
La masse a la propriété de déformer l'espace environnant. Plus la masse est importante, plus la déformation de l'espace est grande et donc plus la déviation de la lumière traversant l'espace déformé est importante.
En fonction de la répartition de la masse produisant la déformation et de la direction de la lumière, la lentille gravitationnelle double, quadruple ou en tout cas multiplie l'image de l'objet. Par exemple, la lumière d'une étoile lointaine, traversant sur son chemin une région déformée de l'espace, sera doublée ou quadruplée en de multiples images de la même étoile disposées, par exemple, comme les pointes d'une croix.
Cette configuration particulière est appelée croix d'Einstein. Dans le cas d'un alignement parfait entre le trajet de la lumière par rapport à l'observateur et la masse, un anneau peut même être généré, appelé anneau d'Einstein.
L'anneau de diamant
L'effet de lentille gravitationnelle s'est produit dans la lumière émise par un quasar lointain et très peu lumineux dans la direction de la constellation du Cratère. RX J1131-1231 est le nom de ce quasar situé à environ 6 milliards d'années-lumière de la Terre.
La lumière émise par le quasar RX J1131-1231 a traversé une région de l'espace déformée par la présence d'une énorme galaxie elliptique (celle-ci plus proche de la Terre).
La galaxie elliptique, responsable de la déformation de l'espace et donc de la lentille, est visible au centre de l'anneau sous la forme d'un point bleu sur l'image de couverture de cet article.
La lumière diffusée sous la forme d'un anneau bleu clair est la lumière provenant du quasar et, en raison de l'effet de lentille, elle est distribuée pour former ce que l'on appelle l'anneau d'Einstein. Les quatre points lumineux, trois proches les uns des autres et un opposé, sont des images du même quasar, RX J1131-1231, dupliquées et intensifiées en luminosité par la même lentille gravitationnelle.
Le résultat final est une belle image qui ressemble à une bague ornée de trois magnifiques diamants. Comme mentionné plus haut, la forme que prend l'image de la lentille gravitationnelle dépend de l'alignement entre la source et la masse responsable de la déformation de l'espace. Un alignement différent de RX J1131-1231 aurait produit une image différente.
Outre la beauté de cette image, les lentilles gravitationnelles permettent aux astronomes d'étudier non seulement les quasars et les trous noirs "actifs" en général, mais aussi les régions voisines dont la luminosité, si elle n'avait pas été amplifiée par la lentille, aurait été trop faible pour être observée.
L'image a été prise avec l'instrument MIRI (Mid-Infrared Instrument) à bord du télescope James Webb dans le cadre d'un programme d'étude de la matière noire.