L’effet de lentille gravitationnelle est l’un des effets cosmiques les plus intéressants que presque tous les grands objets de l’Univers sont capables de provoquer.
Table des matières
Informations générales
Effet de lentille dans l’amas de galaxies Abell 2218.
En fait, l’effet de lentille gravitationnelle se produit non seulement sur les grands objets cosmiques, mais aussi sur les petits. En substance, lorsqu’un observateur regarde une source lumineuse distante dans l’espace à travers un autre objet cosmique, la forme de la source lumineuse distante est déformée. Cette déformation de la source lumineuse peut être causée par une étoile ou une galaxie à travers laquelle passe la lumière de l’objet distant.
Il est également prouvé que non seulement les étoiles et les galaxies, mais aussi les petits corps astronomiques, tels que les planètes, peuvent déformer la lumière. Toutefois, dans ce cas, la distorsion sera tellement insignifiante qu’il ne sera possible de la fixer qu’à l’aide d’appareils optiques ultra-puissants, et même dans ce cas, la valeur fixée sera purement formelle.
L’effet de lentille gravitationnelle a été découvert relativement récemment. Ce n’est qu’avec l’avènement des télescopes les plus récents que les scientifiques ont pu observer cet effet intéressant et étudier en détail le mécanisme de son apparition. Nous verrons dans le paragraphe suivant comment le mécanisme de l’effet de lentille se produit.
Mécanisme de l’effet de lentille
Schéma de l’effet de lentille gravitationnelle
Logiquement, la lumière provenant d’un quasar (l’un des objets les plus brillants de l’Univers) ou d’une galaxie lointaine et se dirigeant vers la Terre devrait frapper celle-ci à angle droit. Cependant, dans certains cas, une autre galaxie ou une étoile supermassive rencontre une autre galaxie ou une étoile supermassive sur le chemin de cette lumière, un champ gravitationnel qui attire le rayonnement électromagnétique dirigé par l’objet distant. Il en résulte un effet de lentille gravitationnelle, qui fait l’objet du présent document.
Il s’avère que la lumière provenant d’un objet lointain, qui frappe la galaxie située entre lui et l’observateur, déforme la forme réelle de la source qui l’a envoyée sur Terre. Une lentille ordinaire fait la même chose. La lumière qui la frappe est déformée. Si nous regardons à travers elle l’objet qui a envoyé la lumière, nous constatons qu’il est devenu beaucoup plus grand.
La forme que l’effet de lentille gravitationnelle donne à une source lumineuse éloignée peut varier en fonction de l’objet de l’espace que ses rayons traversent. Dans le paragraphe suivant, nous donnerons des exemples connus de distorsion de la forme d’une source lumineuse.
L’anneau et la croix d’Einstein
La communauté scientifique moderne connaît deux résultats possibles de l’effet de lentille gravitationnelle : l’anneau d’Einstein et la croix d’Einstein. Tous deux dépendent de la structure de l’espace que traverse la lumière. Si la lumière parvient à l’observateur à travers une galaxie compacte, la forme de l’objet qui émet le faisceau augmente visuellement et, de plus, il se transforme d’un point en un cercle. C’est ce cercle que les scientifiques appellent l’anneau d’Einstein.
Le deuxième phénomène astronomique intéressant, la croix d’Einstein, est également causé par l’effet de lentille gravitationnelle. Le principe de son apparition est similaire au précédent. La seule différence est que la lumière provenant d’un objet éloigné passe non pas à travers une galaxie compacte, mais à travers une galaxie spirale. En conséquence, nous voyons une figure dont la forme ressemble à une croix.
Les lentilles gravitationnelles les plus intéressantes
Amas SDSS J1038+4849
L’effet de lentille gravitationnelle a pu être observé par les astronomes grâce à de puissants instruments optiques. Parmi eux, le télescope orbital Hubble. Par exemple, le télescope Hubble a récemment permis d’obtenir une image de l’amas galactique SDSS J1038+4849, composé de deux galaxies. Le rayonnement d’une galaxie traverse l’autre, ce qui produit l’effet de l’anneau d’Einstein, un type de lentille gravitationnelle.
Fusion de galaxies dans une partie éloignée de l’Univers : vue à travers une lentille gravitationnelle.
Le deuxième objet similaire a été découvert à l’aide du télescope Herschel, mis en orbite en 2009. Cet objet est un amas galactique dont le nom est difficile à retenir : H1429-0028. Cet amas, comme le précédent, est constitué de deux galaxies, dont l’une joue le rôle de lentille. Dans ce cas, vous observerez également l’anneau d’Einstein.
Matériel par thème
Si vous souhaitez voir la croix d’Einstein, vous devez utiliser un télescope puissant. En l’orientant vers la constellation de Pégase, vous pourrez voir la croix, qui est un dérivé d’un quasar lointain. Selon certaines estimations, il se trouve à 11 milliards d’années-lumière. La galaxie lentille spirale, grâce à laquelle nous pouvons observer cet effet, est 10 fois plus proche du quasar, presque dans l’axe de celui-ci.
Faits intéressants
- L’effet de lentille gravitationnelle est mentionné dans le film de science-fiction Interstellar, sorti récemment.
- Les effets de la croix et de l’anneau d’Einstein portent le nom de leur découvreur, le célèbre physicien Albert Einstein.
- L’effet de lentille gravitationnelle ne peut être observé visuellement que lorsque la masse de la lentille est égale à 10 12 masses de notre soleil.
- Le lentillage gravitationnel peut être utilisé pour détecter des objets peu lumineux, et donc des objets invisibles dans l’Univers. Lorsque la lumière provenant d’une source lointaine frappe un tel objet, elle semble clignoter. Cet effet est appelé microlentille gravitationnelle. Grâce à lui, les astronomes ont pu détecter des naines brunes qui ne pouvaient être vues d’aucune autre manière.
- À ce jour, l’utilisation de l’effet de lentille gravitationnelle est le seul moyen de détecter un objet sombre et distant dans l’espace.
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Date de publication: 12-26-2023
Mettre à jour la date: 12-26-2023