Où sont vraiment les étoiles ? Les astronomes expliquent que ce que nous voyons dans le ciel est un mirage !

L'univers est en perpétuel mouvement. Cependant, ce que nous voyons n'est qu'une projection, une image déformée par les lois de la physique, et les étoiles que nous admirons occupent en réalité des positions différentes de celles que nous percevons.

Un scientifique espagnol crée une nouvelle méthode pour déterminer la position réelle des étoiles
Un scientifique espagnol crée une nouvelle méthode pour déterminer la position réelle des étoiles

Lorsque nous regardons le ciel nocturne et contemplons les étoiles qui illuminent l'obscurité, nous avons tendance à croire que les étoiles que nous voyons occupent exactement la place que nous percevons. Or, ce que nous voyons n'est rien d'autre qu'un mirage.

Une compréhension approfondie de ce mirage est essentielle pour étudier l'espace avec précision et comprendre les menaces, en particulier lorsqu'il s'agit d'objets tels que des astéroïdes ou des exoplanètes qui pourraient se diriger vers notre planète.

La lumière se courbe en présence de la gravité

La raison de ces déplacements est un phénomène appelé courbure des rayons lumineux, causé par l'interaction de la lumière avec la gravité. Plus précisément avec des champs gravitationnels puissants, comme celui du Soleil.

Lorsque la lumière d'une étoile ou d'un objet passe à proximité d'un champ gravitationnel puissant, ses rayons - qui se déplacent habituellement en ligne droite - sont courbés, créant une trajectoire qui n'est pas directement orientée vers nous. Cela signifie que la position apparente de ces objets ne correspond pas à leur position réelle dans l'espace.

L'effet est relativement faible, mais peut conduire à une erreur très importante dans les études de haute précision, telles que celles réalisées en astrométrie, une branche qui étudie la position et le mouvement des étoiles.

Ce phénomène n'est pas nouveau. On sait depuis l'époque de Newton que la lumière est déviée lorsqu'elle traverse des champs gravitationnels. Cependant, c'est le scientifique allemand Johan Georg von Soldner qui, au XIXe siècle, a réussi pour la première fois à calculer un angle de déviation de la lumière lorsqu'elle frôle le disque solaire : 0,87 seconde d'arc. Bien que petite, cette découverte était surprenante pour l'époque.

De nouvelles méthodes pour mesurer le cosmos

La déviation gravitationnelle de la lumière par un corps massif fait l'objet d'intenses recherches depuis plus de trois siècles, et les experts continuent à chercher des moyens de rendre ces calculs aussi précis que possible.

La courbure de la lumière dans l'espace est utilisée pour déterminer la masse des étoiles lointaines, pour connaître les caractéristiques d'une galaxie à l'horizon ou pour trouver des trous noirs.

Récemment, Óscar del Barco, physicien à l'université de Murcie, a mis au point une nouvelle technique qui améliore ces mesures. L'une des plus révolutionnaires est appelée « focalisation du milieu matériel ». Cette idée suppose que la gravité est une sorte de lentille géante qui courbe la lumière lorsqu'elle la traverse.

En d'autres termes, au lieu de considérer la gravité comme une force qui attire les objets, imaginez-la comme un matériau transparent, comme le verre, mais qui peut changer de densité. Lorsque la lumière traverse ce matériau, elle est déviée, comme c'est le cas lorsque la lumière passe à travers une loupe.

L'approche du support matériel permet de visualiser et d'étudier l'influence de la gravité sur le trajet de la lumière en la comparant à l'effet d'un matériau transparent sur la lumière.

Cette technique a été appliquée avec succès à l'étude des trajectoires des astéroïdes Apophis et Dimorphos. Cette avancée permet non seulement d'affiner la compréhension théorique de l'interaction entre la lumière et les objets célestes, mais elle offre également des applications pratiques pour l'exploration et la surveillance de l'espace.

Par exemple, dans le cas de ces astéroïdes, les nouvelles équations permettent un ajustement plus précis de leurs positions. Si dans le cas d'Apophis, les différences peuvent être mineures, dans le cas de Dimorphos, ces corrections pourraient avoir un impact significatif sur les études futures de son orbite.

L'expert affirme que ces calculs pourraient également être appliqués à des systèmes extérieurs au système solaire, tels que Proxima Centauri, l'étoile la plus proche du Soleil, et sa planète connue, Proxima Centauri b. Selon les nouveaux résultats, l'erreur angulaire serait similaire à la taille de l'étoile, ce qui nécessiterait des corrections dans l'étude de son orbite.

De plus, dans le cadre de futures missions, telles que celles du télescope spatial Euclid, de tels calculs sont essentiels pour des observations plus précises et pourraient générer des cartes plus exactes de la distribution de la masse dans les amas galactiques.

Référence de l'article :

An accurate equation for the gravitational bending of light by a static massive object, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 2024. Oscar del Barco et. al.

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