Un mystérieux trio de points lumineux est apparu dans les nouvelles images du télescope spatial James Webb. Ces trois éclats, inconnus jusqu'alors, intriguent les chercheurs et offrent des indices cruciaux pour comprendre l'expansion de l'Univers.
Ces points de lumière sont en réalité des images d'une même supernova, nommée H0pe. Leur multiplication est due à l'effet de lentille gravitationnelle causé par un amas de galaxies situé au premier plan.
Cette lentille cosmique, située à 3,6 milliards d'années-lumière, déforme la lumière de la supernova distante, créant trois images distinctes. Chaque image correspond à un moment différent de l'explosion, une véritable horloge cosmique pour les astronomes.
La supernova H0pe, de type Ia, constitue un outil précieux pour mesurer la constante de Hubble. Cet indicateur essentiel décrit la vitesse à laquelle l'Univers s'étend, et sa valeur précise est encore source de débats parmi les scientifiques.
Grâce à cette supernova gravitationnellement lentillée, les chercheurs ont pu calculer une nouvelle estimation de la constante de Hubble: 75,4 kilomètres par seconde et par mégaparsec. Cette méthode innovante, combinée à la puissance du télescope Webb, pourrait enfin réduire les incertitudes sur cette valeur fondamentale.
Les scientifiques ont également utilisé des données collectées par des télescopes au sol pour confirmer la nature de la supernova H0pe. Ces observations corroborent que cette étoile a explosé il y a environ 3,5 milliards d'années après le Big Bang, bien avant l'apparition des galaxies modernes.
Une particularité de ce phénomène est que chaque chemin suivi par la lumière présente une longueur différente. Cela permet d'obtenir des "retards temporels", comme si nous voyions l'explosion à trois moments distincts de son déroulement.
La constante de Hubble: un mystère de plus en plus obscure
La constante de Hubble, qui mesure la vitesse d'expansion de l'Univers, reste un sujet de controverse parmi les scientifiques. Les mesures locales, c'est-à-dire celles effectuées dans notre environnement cosmique proche, sont cohérentes avec des valeurs comprises autour de 73 à 75 km/s/Mpc.
Les nouvelles observations de la supernova H0pe, réalisées grâce au télescope James Webb, confirment cette fourchette de valeurs. Cela renforce donc la validité des mesures précédentes effectuées notamment avec le télescope Hubble.
Cependant, ces résultats sont en tension avec les mesures effectuées sur le rayonnement fossile de l'Univers, aussi appelé fond diffus cosmologique. Ces dernières, basées sur l'observation de l'Univers jeune, suggèrent une valeur plus faible de la constante de Hubble, avoisinant 67 km/s/Mpc.
Ce décalage entre les deux estimations, appelé la "crise de la constante de Hubble", est une des grandes énigmes de la cosmologie actuelle.
Les chercheurs espèrent que les futures observations du programme PEARLS (Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science), utilisant les capacités uniques du télescope Webb, permettront d'affiner la valeur de la constante de Hubble. Ces données supplémentaires pourraient soit résoudre la divergence entre les deux ensembles de mesures, soit révéler de nouvelles subtilités sur l'évolution de l'Univers, voire sur la nature même de la matière noire ou de l'énergie sombre, qui influencent l'expansion cosmique.
Qu'est-ce qu'une lentille gravitationnelle ?
La lentille gravitationnelle est un phénomène cosmique prédit par la théorie de la relativité générale d'Einstein. Il se produit lorsqu'un objet massif, comme un amas de galaxies, déforme l'espace-temps autour de lui. Cela a pour effet de courber la trajectoire de la lumière provenant d'un objet lointain situé derrière cet amas.
Lorsque la lumière est courbée ainsi, elle peut être amplifiée et multipliée, créant des images dédoublées, voire multiples, de l'objet lointain. Ce phénomène permet aux astronomes d'observer des objets très éloignés de l'Univers, normalement trop faibles pour être détectés. Les lentilles gravitationnelles servent donc de "télescopes naturels", rendant visibles des objets qui ne le seraient pas autrement.
