Le Fer à Cheval Cosmique: un anneau d'Einstein géant

Une équipe d'astronomes, conduite par Vasily Belokurov de l'université de Cambridge en Angleterre, a découvert le plus grand anneau d'Einstein optique connu. Selon les scientifiques, cet l'objet, qu'ils ont surnommé le Fer à Cheval Cosmique, constitue un laboratoire unique pour l'étude de l'univers lorsque celui-ci n'avait qu'un cinquième de son âge actuel.


Un anneau d'Einstein est une sorte de mirage cosmique dans lequel la gravité d'une galaxie en premier plan distord la lumière en provenance d'une galaxie plus lointaine dans un arc. C'est le phénomène des "lentilles gravitationnelles". Si l'alignement entre la galaxie de fond, la "lentille" de premier plan et la Terre est parfaitement réalisé, la lumière de la galaxie lointaine prend la forme d'un anneau complet.

Belokurov et ses collègues ont recherché des compagnons bleus et faibles autour de galaxies rouges lumineuses (LRG) dans les données spectrales de l'étude SDSS (Sloan Digital Sky Survey) et ils ont répéré Le Fer à Cheval Cosmique (Cosmic Horseshoe). L'anneau mesure 10,2 secondes d'arc, plus de 5 fois la taille des anneaux optiques connus jusqu'à présent. Avec un arc de plus de 300°, c'est également l'un des plus complet. "L'image de la source est très lumineuse et fortement amplifiée parce que la lentille est très massive," ajoute Belokurov.

L'équipe a poursuivit son étude à l'aide d'autres télescopes. Le spectre de l'anneau montre que sa lumière provient d'une galaxie d'étoiles en formation dont le redshift est de 2,379, ce qui correspond à une époque où l'univers n'était âgé que de 2,8 milliards d'années.

"Cette époque est très importante et plutôt active", explique Belokurov. "Les galaxies se formaient et la plupart des éléments lourds ont été produits à ce moment. Les trous noirs étaient très actifs, et les quasars lumineux très nombreux. Avec cette loupe énorme, nous allons pouvoir étudier dans le détail un des objets de cette époque".

La galaxie "lentille" est elle-même un objet intéressant: Elle appartient à une population rare de LRG. "Ce sont les plus grandes et les plus massives galaxies de l'univers, et elles sont censées abriter des trous noirs massifs", indique Belokurov.

L'anneau entoure quelque 6000 milliards de soleils, ce qui fait de la lentille du Fer à Cheval Cosmique une des galaxies LRG les plus massives jamais détectées. "Nous ne connaissons pas réellement la masse de la galaxie entière", ajoute l'astronome, "et elle peut être 10 fois plus élevée". La galaxie possède un redshift de 0,444, et nous l'observons telle qu'elle était lorsque l'univers était âgé de 9 milliards d'années.

Les astronomes pensent que le halo des galaxies abrite une grande quantité de matière noire. A la distance de la galaxie lentille, l'anneau enjambe environ 200 000 années-lumière, aussi la nouvelle découverte donne également aux scientifiques une occasion de mesurer la distribution de matière noire dans le halo des galaxies lentilles.