Une supernova rare, nommée H0pe, apparaissant déformée trois fois dans une seule image, pourrait aider les chercheurs à résoudre un mystère de longue date de l’univers. La supernova de type 1a a été découverte pour la première fois sur des photographies capturées par le télescope spatial James Webb de la NASA.
Sur ces images (ref.), l’étoile en explosion peut être vue comme un arc de lumière orange avec trois points lumineux entourant une partie du groupe de galaxies PLCK G165.7+67.0 (G165), situé à environ 4,5 milliards d’années-lumière de la Terre.
Effet de Lentille Gravitationnelle
L’arc de lumière est le résultat de l’effet de lentille gravitationnelle. Cet effet se produit lorsque la lumière provenant d’un objet lointain traverse l’espace-temps déformé par la gravité d’un objet massif en premier plan, positionné entre l’objet lointain et l’observateur. La lentille gravitationnelle grossit les images, facilitant l’analyse pour les chercheurs.
Les trois points lumineux dans l’arc autour de G165 semblent être trois sources lumineuses distinctes déformées par la galaxie en premier plan. Cependant, en réalité, la supernova, qui est située à environ 16 milliards d’années-lumière de nous, a été dupliquée deux fois par l’effet de lentille. L’astrophysicien et communicateur scientifique Ethan Siegel, non impliqué dans l’étude, a déclaré que H0pe pourrait aider à résoudre un mystère: la tension de Hubble.
La Tension de Hubble repose sur une divergence entre les deux principales méthodes d’estimation du taux d’expansion de l’univers, connues sous le nom de constante de Hubble. La première méthode consiste à mesurer l’expansion en utilisant le rayonnement cosmique de fond en micro-ondes (CMB), un vestige du Big Bang. La deuxième méthode consiste à mesurer comment des objets spécifiques, tels que des galaxies et des supernovae, s’éloignent de nous. Cette méthode fournit systématiquement une valeur légèrement plus élevée que la première.
La Disparité dans les Calculs
Ce problème a déconcerté les scientifiques pendant des décennies. Il n’y a pas de raison claire pour laquelle une méthode devrait produire un résultat différent de l’autre. Cette énigme a même conduit certains chercheurs à déclarer une crise en cosmologie.
H0pe pourrait contribuer à résoudre le problème car il s’agit d’une supernova de type 1a, que les astronomes appellent une bougie standard. C’est un point de référence incroyablement fiable à partir duquel nous pouvons mesurer l’expansion de l’univers.
Les supernovae de type 1a impliquent une naine blanche qui vole de la matière à une étoile partenaire binaire avant d’atteindre une masse critique et d’exploser. Ces explosions ont une luminosité initiale presque uniforme et s’atténuent à la même vitesse avec le temps. En comparant ces bougies standards à différentes distances de la Terre, les scientifiques peuvent déterminer avec précision leur vitesse d’éloignement par rapport à nous et ainsi déduire le taux d’expansion de l’univers.
H0pe en tant que Bougie Standard
« H0pe est une bougie standard particulièrement importante car c’est la deuxième supernova de type 1a la plus éloignée jamais détectée », a rapporté Siegel. La forte lentille gravitationnelle et la duplication dans les nouvelles images fournissent également aux chercheurs plus de données que d’habitude.
L’idée d’utiliser des supernovae dupliquées pour résoudre le problème de la tension de Hubble n’est pas nouvelle. En mai, les scientifiques ont utilisé les données d’une supernova appelée Refsdal pour calculer une nouvelle valeur de la constante de Hubble. Bien que cela différait toujours de la valeur calculée en utilisant le CMB, la différence entre les deux mesures était réduite, suggérant qu’elles pourraient éventuellement converger.
Il n’est actuellement pas clair si la supernova H0pe peut résoudre définitivement ce mystère ancien de l’univers. Cependant, les chercheurs sont convaincus que si l’œil aiguisé du JWST continue à repérer des bougies standards plus éloignées, le problème de la tension de Hubble pourrait enfin être résolu.
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