La lumière d'un quasar lointain — le noyau brillant d'une galaxie — passe près d'une galaxie massive et se courbe, comme le faisceau d'une lampe de poche à travers un verre irrégulier. Si la lentille et la source sont presque parfaitement alignées, on observe non pas un seul quasar, mais plusieurs images de celui-ci. Les astronomes ont découvert le plus petit système de ce type : son rayon n'est que de 0,2 seconde d'arc, soit l'équivalent de distinguer une pièce de monnaie à 200 kilomètres de distance.
La galaxie-lentille se trouve à un décalage vers le rouge de 1,055, ce qui signifie que nous la voyons telle qu'elle était 5,5 milliards d'années après le Big Bang. Sa masse n'est que d'environ 20 milliards de masses solaires, ce qui est très peu pour une galaxie qui agit comme lentille. C'est précisément cette « légèreté » et cette compacité qui ont permis aux scientifiques de reconstituer avec une précision sans précédent la population stellaire du centre de la galaxie.
Il s'avère que la distribution des masses stellaires au centre de cette galaxie ressemble à celle de la Voie lactée : beaucoup d'étoiles légères, peu d'étoiles massives. Cela contredit le scénario classique où les noyaux galactiques se forment rapidement et restent inchangés, accumulant de nombreuses étoiles massives. Ainsi, soit le noyau a grandi lentement, en ajoutant des étoiles progressivement, soit des collisions et fusions précoces ont « brassé » sa composition, expulsant les étoiles massives ou empêchant leur formation.
Cette minuscule lentille, qui semble n'être qu'une curiosité, est devenue une fenêtre sur l'histoire précoce des galaxies. La lumière qui a contourné une masse invisible a révélé comment se sont assemblés les noyaux stellaires — les briques à partir desquelles les géantes modernes ont grandi.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2604.01828
The assembly of stellar-dominated cores in elliptical galaxies is key to understanding how cosmic structures evolved. Gravitational lensing offers unique insights into the nature of their stars. We report the discovery of the smallest known quadruply lensed quasar (radius ~0.2"), whose lensing galaxy at redshift 1.055 (5.5 billion years after the Big Bang) features a lensing mass of only ~2x10^10 M_sun. A Bayesian analysis, based on the system's exceptional properties and standard scaling relations, allowed us to sample the central galactic initial mass function with unmatched accuracy and in a previously uncharted regime in terms of mass and redshift. We found it consistent with the Milky Way one, while excluding bottom-heavy functions. This suggests that the core either grew slowly or underwent early disruptive events altering its stellar build-up, in contrast with the classical view that bulges form rapidly and remain unchanged by later interactions.
Une taille angulaire de 0,2 seconde d'arc correspond à peu près à l'épaisseur d'un cheveu humain vu à 400 mètres de distance.
Dans le roman « La lumière des étoiles lointaines », des astronomes utilisent une lentille gravitationnelle pour plonger dans le passé de l'Univers et assister à la naissance des premières galaxies.