Introduction aux mirages gravitationnels : la croix d’Einstein.
En regardant l’image ci-dessus et ci-dessous (clic pour agrandir), vous pourriez vous demandez : “mais qu’elle ce nouveau type d’objet galactique ? une galaxie à plusieurs cœurs ?” Et non, c’est la Croix d’Einstein et c’est en fait une illusion, un mirage cosmique.
Il s’avère que vous ne voyez pas une galaxie, mais, plus probablement, quelque chose qui est beaucoup plus loin derrière elle, comme un quasar, un noyau galactique compact et extrêmement lumineux qui éclipse presque tout le reste de l’univers, c’est donc en fait un mirage gravitationnel (effet de lentille gravitationnelle). Cet exemple est la parfaite définition de cet effet qui est :
Un mirage gravitationnel est un objet très massif (un amas de galaxies par exemple) se situant entre un observateur et une source “lumineuse” lointaine.
Mais comment pourrions-nous voir quelque chose derrière la galaxie que nous observons ? Lorsque la gravité d’un objet est suffisamment intense, elle peut plier la lumière passant près de lui dans un processus appelé l’effet de lentille gravitationnelle, que votre Guru a évoqué dernièrement dans son article : est-il dangereux de tenter de nous signaler à une intelligence extraterrestre ? Dans lequel celle-ci pourrait nous observer (pure spéculation) par ce biais grâce à leur Soleil… et car même si l’effet déforme, cela reste une lentille !
Lorsque les rayons lumineux pliés par un objet massif atteignent nos yeux, ils ne sont pas toujours synchro avec l’image unique qui les a produits. Au lieu de cela, la lentille gravitationnelle peut produire plusieurs images d’un même objet, dans ce qui pourrait être la meilleure illusion cosmique.
Pour apporter un semblant d’explication à ce phénomène qui reste complexe, prenons ces quelques exemples les plus fréquemment trouvées dans l’univers.
Dans l’image ci-dessous :
1- la lumière quitte une jeune galaxie en formation près de la bordure visible de l’univers.
2 – Une grande partie de la lumière passe à travers un grand regroupement de galaxies entouré de matière noire, directement dans la ligne de mire entre la Terre et la galaxie distante. La gravité de la matière noire agit comme une lentille, tordant la lumière arrivant.
3 – la plupart de la lumière est dispersée, mais une petite partie est concentrée et directement dirigée vers la Terre. Les observateurs verront plusieurs images déformées de la profonde galaxie.
Au-dessus et ci-dessous : une grosse planète (ou un objet massif) par sa gravitation peut aussi déformée la courbure de la lumière émise par un objet distant.
(Image par Dave Jarvbis)
Tout comme les trous noirs avec cette image animée, une simulation de ce que nous pourrions observer si un trou noir se trouvait entre nous et une galaxie. La lumière subissant également les effets de la gravitation du trou noir qui la déforme.
Alors que la physique derrière la lentille gravitationnelle est complexe, les astronomes et autre chercheurs de l’espace arrivent plus ou moins à comprendre ce qui se passe. En fait, Einstein lui-même utilisait ce phénomène pour corroborer sa théorie de la relativité générale.
Quand la lumière ne se comporte pas comme prévu, c’est toujours déroutant. Notre conception de la lumière suppose que celle-ci se déplace fondamentalement en lignes droites et nous nous laissons prendre aussi bien en pensant apercevoir un point d’eau dans le désert, qu’en croyant apercevoir 4 galaxies dans l’univers….
A partir de l’image du jour de la NASA : The Einstein Cross Gravitational Lens, obtenue par J. Rhoads et al, avec l’aide des télescopes et observatoires WIYN, AURA, NOAO, NSF.
Fascinant, quel régal d’avoir un guru au fait de l’actualité astrophysicienne