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Une même supernova est apparue à quatre endroits du ciel — à cause d'une galaxie qui a courbé la lumière.
Une lanterne lointaine brille à travers une vitre irrégulière. La vitre courbe les rayons, et au lieu d'une seule lumière sur le mur, on en voit plusieurs — certaines plus vives, d'autres plus faibles. C'est à peu près ce qui se passe quand une galaxie massive courbe la lumière d'une étoile en explosion. L'explosion était unique, mais sur les images, on distingue quatre points lumineux.
Les astronomes ont repéré le premier point par hasard : dans les données du télescope ZTF, une lueur bleue est apparue à côté d'une galaxie lointaine. Puis le spectre a révélé que la lumière avait voyagé pendant plus de huit milliards d'années avant de nous parvenir. Les images du télescope spatialJames Webb ont ensuite décomposé la scène : deux points très proches, un troisième trente fois plus faible, de l'autre côté de la galaxie. Le quatrième, le plus ténu, a été débusqué dans les données du spectrographe.
La lumière de l'explosion a suivi des chemins différents, si bien que chaque image montre la supernova à un âge différent. Le point le plus faible est le plus « jeune » : sa lumière est arrivée en premier, tandis que les points brillants sont arrivés plus tard.
Le plus étonnant, c'est l'amplification. La lentille gravitationnelle a agi comme une loupe : l'un des points s'est révélé plus brillant que prévu, plus de cent fois. Pour expliquer une telle luminosité, il a fallu une amplification d'environ 250 fois. Pour comparer, c'est comme si une bougie sur l'autre rive d'un lac se mettait soudain à briller comme un projecteur.
Ces supernovae « démultipliées » sont rares. On les utilise comme des règles naturelles : en connaissant le retard de la lumière dans chaque image, on peut mesurer la vitesse d'expansion de l'Univers.
Pour l'instant, le délai exact n'a pas pu être mesuré : la première image est trop faible pour capter le moment de son apparition. Mais les spectres pris à différents moments donnent de l'espoir : en comparant comment la couleur et la luminosité de chaque copie ont changé, les astronomes pourront calculer à quel point les chemins ont été déviés par la galaxie. C'est un pas de plus vers une carte précise de la masse invisible qui régit le mouvement de tout dans l'Univers.
La lumière de cette supernova a mis plus de 8 milliards d'années à nous parvenir — plus de la moitié de l'âge de l'Univers.
Dans le film « Interstellar », les héros passent près d'un trou noir qui déforme la lumière des étoiles — c'est le même effet, sauf qu'ici, la lentille est une galaxie entière.