Earendel (indiqué par une flèche) est positionné le long d’une ondulation dans l’espace-temps qui lui donne un grossissement extrême, lui permettant d’émerger dans la vue de sa galaxie hôte, qui apparaît comme une tache rouge dans le ciel.
NASA, ESA, Brian Welch, Dan Coe
Mercredi, la NASA a annoncé une découverte que nos esprits peuvent à peine imaginer.
Le télescope spatial Hubble a repéré une étoile qui fait au moins 50 fois la masse de notre soleil, brille plusieurs millions de fois plus fort et est nichée si profondément dans l’espace qu’il a fallu 12,9 milliards d’années pour que sa lumière atteigne la Terre. Il est né lorsque le cosmos n’avait que 7% de son âge actuel et, après avoir pris en compte l’expansion continue de l’univers, flotte actuellement à 28 milliards d’années-lumière.
Ce Léviathan scintillant est l’étoile unique la plus éloignée et la plus ancienne jamais vue par l’humanité.
Et après quelques délibérations, les scientifiques ont donné à l’artefact cosmique un nom plutôt touchant : Earendel, qui signifie « étoile du matin » en vieil anglais.
« L’étude d’Earendel sera une fenêtre sur une ère de l’univers que nous ne connaissons pas, mais qui a conduit à tout ce que nous savons », a déclaré Brian Welch, astronome de l’Université Johns Hopkins, dans un communiqué. Welch est l’auteur principal d’un article publié mercredi dans la revue Nature qui décrit la découverte d’Eearendel.
Mais avant d’aller plus loin dans la façon dont cette étoile spéciale est arrivée dans notre ligne de vision et ce qu’elle peut nous dire sur notre passé, mettons Earendel en perspective pour nos simples cerveaux mortels.
Notre soleil a un énorme 109 fois le diamètre de la Terre, et Earendel est entre 50 et 500 fois plus grand que cela. Notre soleil est à près de 93 millions de miles (149 669 000 kilomètres) de nous, et pourtant malgré cette distance, c’est la seule ampoule qui parvient à éclairer tout notre monde. Earendel est des millions de fois plus brillante que notre soleil.
Une comparaison de taille de la Terre et du soleil. Wow.
Nasa
Et enfin, la précédente étoile détentrice du record de distance, surnommée Icarus et localisée par Hubble en 2018, a vu le jour alors que l’univers était à environ 30 % de son âge actuel ; il a fallu 9 milliards d’années pour que la lumière d’Icare nous parvienne. Earendel est bien (beaucoup) plus ancien et lointain que cela.
Avec Earendel, nous examinons la lumière qui a pris naissance juste après le Big Bang – des photons qui ont voyagé pendant des millénaires pour atteindre les yeux humains.
« Lorsque nous scrutons le cosmos, nous regardons également en arrière dans le temps, de sorte que ces observations à très haute résolution nous permettent de comprendre les éléments constitutifs de certaines des toutes premières galaxies », a déclaré Victoria Strait, astronome au Cosmic Dawn Center de Copenhague. et co-auteur de l’étude, a déclaré dans un communiqué.
Welch a proposé une métaphore: « C’est comme si nous avions lu un livre vraiment intéressant, mais nous avons commencé avec le deuxième chapitre, et maintenant nous aurons une chance de voir comment tout a commencé. »
Photographier une étoile à 28 milliards d’années-lumière
Cela ressemble à une fable.
Pour que Hubble pose les yeux sur Earendel, une foule de galaxies lointaines devait parfaitement aligner et déformer le tissu de l’espace et du temps avec une ultra-haute précision.
« Normalement, à ces distances, des galaxies entières ressemblent à de petites taches, la lumière de millions d’étoiles se mélangeant », a expliqué Welch. C’est pourquoi l’équipe a été surprise de voir une seule star, Earendel, sortir du lot. Mais il y avait Earendel, grâce à un phénomène fascinant appelé lentille gravitationnelle. En un mot, voici ce que c’est.
Selon la théorie de la relativité générale d’Albert Einstein, l’espace et le temps sont liés comme une sorte de tissu. Les objets super massifs dans ce tissu, comme les planètes ou les trous noirs, le font se transformer ou se déformer vers l’intérieur. Imaginez placer un poids de cinquante livres sur un trampoline ; le trampoline se déformera vers l’intérieur et formera une courbe. C’est la même idée.
Une illustration montrant comment le tissu de l’espace et du temps se déforme. Cependant, gardez à l’esprit qu’il s’agit d’une image 2D. En réalité, cela se produit dans des dimensions supérieures, ce qui est vraiment difficile à comprendre pour notre cerveau.
NASA/ESA/A. Feild et L. Hustak (STScI)
Et plus l’objet est massif, plus la courbe est grande. C’est pourquoi les trous noirs sont connus comme la crème de la crème déformante. Mais quoi qu’il en soit, l’univers est rempli d’un tas de ces courbes car il a beaucoup d’objets massifs, et les objets plus petits ont tendance à tomber le long de ces courbes.
Par exemple, les humains sont vraisemblablement plantés sur Terre parce que nous tombons le long de la courbe de la Terre – en termes d’analogie avec le trampoline, nous sommes comme des poids d’une livre tombant le long de la courbe de poids de cinquante livres. La théorie d’Einstein dit que ce concept de courbes tombantes est ce que nous percevons comme de la gravité, mais pour en revenir au miracle d’Earendel, ces courbes perturbent aussi parfois notre vision de l’espace extra-atmosphérique.
Fondamentalement, lorsque les corps cosmiques les plus massifs se rassemblent, c’est-à-dire les amas de galaxies, qui contiennent des milliards d’étoiles et plusieurs trous noirs, une déformation massive se produit également. Cette distorsion folle est suffisamment forte pour affecter la lumière à proximité, déformant et amplifiant ainsi la luminescence des objets cosmiques à proximité.
Avec juste l’œil humain et un télescope, même un comme Hubble, ces objets sont tout simplement trop éloignés ou trop faibles pour être vus, mais une fois que la lumière les éclairant traverse la courbe du cluster, ils deviennent nets. C’est ce qu’on appelle la lentille gravitationnelle, et c’est ainsi que Welch et ses collègues chercheurs ont repéré Earendel.
« La galaxie hébergeant cette étoile a été agrandie et déformée par la lentille gravitationnelle en un long croissant que nous avons nommé l’Arc du lever du soleil », a déclaré Welch.
Une vue rapprochée d’Earendel.
NASA, ESA, Brian Welch, Dan Coe
Mais peut-être le plus étonnant dans cette découverte est que chaque amas de galaxies sur le chemin d’Earendel s’est orienté de manière à déformer la lumière de l’étoile unique et à la faire ressortir dans l’arc du lever du soleil..
La NASA appelle cela un coup de chance.
Le télescope James Webb de la NASA pour étudier Earendel
Tourné vers l’avenir, Earendel est en quelque sorte le sujet idéal pour Le télescope spatial James Webb de la NASA, qui a été lancé à la fin de l’année dernière et est l’effort spectaculaire de l’agence pour imaginer le cosmos tel qu’il était juste après le Big Bang. Il est conçu pour examiner l’univers à travers de vastes délais.
La machine est armée d’une boîte à outils hautement spécialisée qui peut détecter des photons à des années-lumière après des années-lumière, rechercher une éventuelle vie extraterrestre qui se cache dans l’espace lointain, élucider les origines de trous noirs et, de manière pertinente pour Earendel, examinez des étoiles extrêmement anciennes avec des détails sans précédent.
« Avec James Webb, nous pourrons confirmer qu’Earendel n’est bien qu’une étoile, et en même temps quantifier de quel type d’étoile il s’agit », a déclaré Sune Toft, responsable du Cosmic Dawn Center et professeur à l’Institut Niels Bohr. dit dans un communiqué. Toft a participé à l’étude Earendel.
Le télescope spatial James Webb Space dans une vue d’artiste.
NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez
L’équipement de Webb pourrait même faire la lumière sur la composition chimique d’Earendel, qui, selon les chercheurs, pourrait être le plus gros problème de tous.
Au moment de la naissance d’Earendel, selon l’équipe de recherche, l’univers n’était pas encore rempli de l’ensemble régulier d’éléments lourds qui donnent naissance aux étoiles les plus proches de nous – les étoiles plus jeunes. « Earendel pourrait être le premier exemple connu de la première génération d’étoiles de l’univers », a déclaré Toft, et « cela suggérerait qu’Earendel est une étoile rare et massive pauvre en métaux », a déclaré Dan Coe, astronome au Space Telescope Science Institute de Baltimore. et co-auteur de l’étude, a déclaré dans un communiqué.
Mais dans le grand schéma des choses, Webb pourrait bien avoir une longueur d’avance.
Si vous vous souvenez, lorsque le télescope a décollé, il a laissé le monde dans une vague d’émerveillement car il est prêt à répondre à des questions que nous n’aurions peut-être même jamais pensé à poser et à trouver des objets dont nous n’aurions jamais pu rêver. « Avec Webb, nous pourrions voir des étoiles encore plus loin qu’Earendel, ce qui serait incroyablement excitant », a déclaré Welch. « Nous remonterons le plus loin possible.
« J’adorerais voir Webb battre le record de distance d’Earendel. »