Jeux de gravitation dans la Baleine

L'amas de galaxies SPT-CL J0019-2026, dans la constellation de la Baleine. Crédit : ESA/Hubble & NASA, H. Ebeling
Le télescope spatial Hubble a tourné son miroir de 2,4 m vers un amas de galaxies de la constellation de la Baleine. Résultat : un plongeon 4,6 milliards d’années dans le passé, et bien plus encore, où la gravitation joue le premier rôle.

Cette image qui montre un petit bout de ciel moins étendu qu’un centième de Pleine Lune, dans la constellation de la Baleine, pourrait s’intituler « Un portrait de la gravitation. » Centrée sur l’amas de galaxies SPT-CL J0019-2026, elle illustre en effet plusieurs facettes de la théorie de Newton, révolutionnée par Einstein au début du XXe siècle.

Les mouvements qui président aux étoiles, et donnent leur forme aux galaxies, peuvent être parfaitement décrits par la théorie de la gravitation universelle publiée par le savant britannique en 1687. C’est elle aussi, celle que l’on apprend dans les lycées, qui explique les mouvements des galaxies au sein de l’amas, pourtant situé à 4,6 milliards d’années-lumière (oui, comme pouvait s’en vanter Newton, cette théorie est réellement universelle !).

Et pourtant, Newton ne dit pas tout ! Sur l’image, on peut aussi observer des galaxies très allongées. Mais pas n’importe comment : elles se courbent ensemble pour former des arcs de cercle centrés sur les brillantes galaxies elliptiques du coeur de l’amas. Pour expliquer ce motif, il faut convoquer Einstein. Cette fois, ce n’est pas la forme intrinsèque des galaxies que la gravitation modèle, mais leur image. Selon la théorie de la relativité générale, l’énorme masse de SPT-CL J0019-2026 courbe l’espace et, ce faisant, dévie les trajets lumineux des galaxies d’arrière-plan comme le ferait une lentille.

Cette image a été réalisée par le télescope spatial Hubble sur son « temps libre », un temps qui, au gré des aléas de la programmation des observations, n’a pas pu être attribué à un programme de recherche spécifique. Elle a toutefois un objectif scientifique : sur ce temps libre, Hubble cherche des cibles qu’il pourrait étudier plus en détail avec le James Webb Space Telescope.

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